Thèse soutenue

Observateurs par intervalle pour les systèmes dynamiques à commutation
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Auteur / Autrice : Sara Ifqir
Direction : Said Mammar
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Automatique
Date : Soutenance le 06/12/2019
Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et technologies de l'information et de la communication (Orsay, Essonne ; 2015-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Informatique, Biologie Intégrative et Systèmes Complexes (Evry, Essonne)
établissement opérateur d'inscription : Université d'Évry-Val-d'Essonne (1991-....)
Jury : Président / Présidente : Didier Dumur
Examinateurs / Examinatrices : Teodoro Álamo Cantarero, Igor Skrjanc, Tarek Raissi, Dalil Ichalal, Naïma Ait Oufroukh, Latifa Oukhellou
Rapporteurs / Rapporteuses : Teodoro Álamo Cantarero, Igor Skrjanc, Tarek Raissi

Résumé

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Les systèmes dynamiques à commutation sont particulièrement adaptés pour la représentation de la dynamique de nombreux processus et systèmes réels. De fait, la synthèse d'observateurs d'état pour cette classe de systèmes a suscité un intérêt croissant, auprès des chercheurs, au cours des dernières décennies. Cette thèse a pour objectif le développement de méthodologies générales d'estimation d'état robuste pour les systèmes dynamiques à commutation présentant des incertitudes paramétriques, des perturbations externes et/ou des bruits de mesure. Les méthodologies proposées sont fondées sur les approches dites ensemblistes où seules les bornes supérieures et inférieures des variables incertaines sont requises. La présente thèse contribue et résout le problème de l'estimation par intervalle pour les systèmes à commutation en utilisant deux paradigmes : i) Les observateurs par intervalle basés sur la théorie des systèmes coopératifs : où de nouvelles structures d'observateurs par intervalle sont introduites et démontrent certains avantages par rapport aux observateurs classiques. Les conditions suffisantes de stabilité et de coopérativité de l'erreur d'estimation sont fournies sous forme d'inégalités matricielles linéaires (LMI) obtenues en combinant la théorie de Lyapunov et le concept de stabilité entrée-état. Afin d'améliorer la robustesse de l'estimation, une borne supérieure sur l'erreur est garantie et optimisée pour une meilleure précision. ii) Les observateurs par intervalle basés sur la théorie des ensembles : Dans un premier temps, les observateurs par commutation basés sur une caractérisation des bornes de l'erreur d'estimation sont proposés. Ensuite, une nouvelle approche d'estimation d'état zonotopique basée sur la minimisation du rayon du zonotope est développée. Cette méthode repose sur la résolution d'un problème d'optimisation sous contraintes LMIs. Les contributions susmentionnées ont été appliquées à l'estimation d'état et à la détection de défauts dans la dynamique latérale des véhicules. Les algorithmes proposés sont testés sur des données acquises avec des véhicules instrumentés afin de démontrer leur pertinence et leur efficacité.