Identification of Port Hamiltonian systems - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2017

Identification of Port Hamiltonian systems

Identification des systèmes hamiltoniens à ports

Résumé

The present thesis ‘Identification des systèmes hamiltoniens à ports’, proposed the development of a specific theory for Port Controlled Hamiltonian (PCH) systems identification, due to their remarkable properties of energy preserving, interconnection of systems from multiple domains of physics, etc. An analysis of structural identifiability is first performed using classic or new (power energy) techniques to check the model structure identifiability. A new context of identifiability is proposed here, which makes use of the inputs and power port energies knowledge and also a ‘port identifiability’ concept is proposed for the analysis of PCH systems. Then a practical identifiability analysis is performed using a classic test, by adopting a perturbation model introduced on the interaction port of the PCH system. Further a discrete-time framework is proposed, with different classic discretization rules for the flows and efforts, that prove to preserve the continuous-time structure. The last part of the thesis proposes the analysis of classic subspace identification algorithms for PCH systems using the previous time-discretization schemes. Beside this it is proposed a new (power energy), which makes use of the known inputs and power energies to determine the unknown system parameters. On this new context it is proved by algorithms and simulation, that equivalent PCH systems for the real model, can be identified on each port. Thus it is proved that the system parameters can be determined in a classic or new (power energy) manner.
L’objectif de cette thèse est de développer une théorie de l’identification spécifique pour les systèmes Hamiltonien à ports. Les raisons principales pour motiver cette théorie résident dans les propriétés remarquables de ces systèmes, notamment leur structure de Dirac et sa stabilité par interconnexion conservative de puissance (e.g. parallèle, séries ou feedback). Dans la première partie, les systèmes Hamiltoniens sont analysés en ce qui concerne leur identifiabilité structurelle, par analyse de leur observabilité/commandabilité, par tests directs, par l’analyse en série de puissance de leur fonction de transfert ou par une nouvelle approche énergétique d’analyse d’une identifiabilité spécifique associée à un port. Dans la partie suivante, des modèles de perturbation par port d’interaction sont introduits et permettent l’analyse de l’identifiabilité ‘pratique’ des systèmes hamiltoniens à ports. Le quatrième chapitre présente des schémas de discrétisation en temps qui préserve les bilans de puissance et d’énergie et leur application sur des exemples de système hamiltoniens à ports linéaires et non linéaires. L’erreur de discrétisation est analysée en introduisant la notion de représentation hamiltonienne de l’erreur de discrétisation. Dans la dernière partie de cette thèse, une approche d’identification dans l’espace d’état est développée pour les systèmes obtenus par discrétisation symplectique des systèmes hamiltoniens à ports. Les cas déterministe est analysé et une approche énergétique basée sur les résultats d’identifiabilité structurelle développé dans la première partie est proposée. Enfin, dans la dernière partie, les contributions du travail sont rappelées et quelques perspectives pour des travaux futurs sont présentées.
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Dates et versions

tel-01831177 , version 1 (05-07-2018)

Identifiants

  • HAL Id : tel-01831177 , version 1

Citer

Silviu Octavian Medianu. Identification of Port Hamiltonian systems. Automatic. Université Grenoble - Alpes, 2017. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01831177⟩

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