CONTRIBUTION À LA CARACTÉRISATION LPV D'UNE CLASSE DE SYSTÈMES NON LINÉAIRES POUR LA SYNTHÈSE DE LOIS DE POURSUITE ROBUSTE. APPLICATION À UN SYSTÈME SPATIAL. - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2006

CONTRIBUTION TO LPV MODELING OF A CLASS OF NONLINEAR SYSTEMS FOR ROBUST TRACKING CONTROL DESIGN. APPLICATION TO A SPACE SYSTEM.

CONTRIBUTION À LA CARACTÉRISATION LPV D'UNE CLASSE DE SYSTÈMES NON LINÉAIRES POUR LA SYNTHÈSE DE LOIS DE POURSUITE ROBUSTE. APPLICATION À UN SYSTÈME SPATIAL.

Madjid Zerar
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 833056

Résumé

This work falls within the scope of control and modelling of non linear systems. It considers the problem of robust tracking control for a class of uncertain nonlinear differentially flat systems. The methodology consists in formulating the nonlinear flat uncertain system as a Linear Parameter Varying (LPV) system. It is based on the concept of exact feed forward linearization using flatness theory. First, it is shown how to generate a feasible desired output and the associated nominal control input trajectory by an “exogenous system” realizing the desired control objective. Next, a methodology to construct a nonlinear error model, which describes the dynamics of the tracking error due to external disturbances and model uncertainties, is derived. A first order linearization of the nonlinear error model is performed along the nominal trajectory in order to formulate the nonlinear system as a Linear Parameter Varying (LPV) system. Furthermore, recently LPV synthesis techniques are used to construct the global control law guaranteeing stability and performance in the presence of uncertainties. The design problem is formulated and solved as a finite set of Linear Matrix Inequalities (LMIs). Finally, the thesis investigates the application of the proposed methodology to robust trajectory tracking of a laboratory hydraulic process, then to the Atmospheric Re-entry Demonstrator guidance (ARD).
Ce travail de recherche présente une étape importante pour la synthèse de loi de poursuite robuste de trajectoires d'une classe particulière de systèmes non linéaires. Cette étape concerne la caractérisation des systèmes non linéaires plats perturbés, à platitude invariante, sous forme de systèmes Linéaires à Paramètres Variants dans le temps (LPV). La méthodologie utilisée est basée sur la linéarisation exacte par anticipation fondée sur la platitude. L'approche présentée permet de générer, en utilisant la platitude, des trajectoires et des commandes optimales en boucle ouverte pour un modèle fixé. Elle permet également d'obtenir un modèle non linéaire du comportement dynamique de l'écart de la trajectoire induit par des erreurs de modèle et des perturbations extérieures. Après linéarisation du modèle non linéaire de l'écart le long de la trajectoire nominale, le comportement dynamique du modèle linéarisé obtenu est caractérisé par un modèle LPV. Ce dernier sera ensuite utilisé pour synthétiser un régulateur LPV garantissant stabilité et niveau de performance acceptable, en utilisant les outils des Inégalités Matricielles Linéaires (LMI). Cette méthodologie appliquée et testée dans un premier temps sur un procédé hydraulique du laboratoire (trois tanks) et ensuite mise en œuvre pour le guidage d'un Démonstrateur de Rentrée Atmosphérique (ARD).
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Dates et versions

tel-00012135 , version 1 (13-04-2006)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00012135 , version 1

Citer

Madjid Zerar. CONTRIBUTION À LA CARACTÉRISATION LPV D'UNE CLASSE DE SYSTÈMES NON LINÉAIRES POUR LA SYNTHÈSE DE LOIS DE POURSUITE ROBUSTE. APPLICATION À UN SYSTÈME SPATIAL.. Automatique / Robotique. Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2006. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00012135⟩
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