LES SYSTEMES MECANIQUES ARTICULES QUE CONSTITUENT LES ROBOTS MANIPULATEURS SONT MODELISABLES PAR DES SYSTEMES DIFFERENTIELS NON-LINEAIRES QUE L'ON CONSIDERE COMME DES SYSTEMES LINEAIRES NON STATIONNAIRES. LA MISE EN EVIDENCE DES PROPRIETES PARTICULIERES DES SYSTEMES D'ORDRE REEL NON ENTIER, ETUDIES DIRECTEMENT DANS LE DOMAINE TEMPOREL GRACE A UNE NOUVELLE DEFINITION DE LA DERIVEE GENERALISEE, PERMET D'ENVISAGER UNE COMMANDE EN POURSUITE DE TRAJECTOIRE DE TELS SYSTEMES. METTANT EN DEFAUT LE DILEMME STABILITE-PRECISION STATIQUE, UN ASSERVISSEMENT DE POSITION D'ORDRE NON-ENTIER COMPRIS ENTRE 1 ET 2 PERMET A LUI SEUL DE RENDRE L'AMORTISSEMENT INSENSIBLE AUX VARIATIONS DES PARAMETRES DU PROCESSUS; LES VARIATIONS DE LA FREQUENCE PROPRE PEUVENT ALORS ETRE COMPENSES PAR UN AJUSTEMENT DU GRAIN. UN ALGORITHME NUMERIQUE DE COMMANDE EN POURSUITE DE TRAJECTOIRE D'UNE TABLE POLAIRE INCLINABLE EST COMPARE A DIFFERENTES COMMANDES: PAR DECOUPLAGE NON-LINEAIRE, AUTO ADAPTATIVE ET UNE COMMANDE DISCRETE ROBUSTE

CE TRAVAIL PRESENTE L'APPLICATION DES THEORIES MODERNES DE L'AUTOMATIQUE, ET EN PARTICULIER LA THEORIE DE LA COMMANDE ROBUSTE, A UN SYSTEME INDUSTRIEL MECANIQUE FLEXIBLE ET ARTICULE: UNE PLATE-FORME DE VISEE DEUX AXES GYROSTABILISEE. PLUS PRECISEMENT, L'OBJECTIF DE L'ETUDE EST D'EVALUER L'AMELIORATION DES PERFORMANCES DE STABILISATION APPORTEE PAR UNE COMMANDE DE TYPE H PAR RAPPORT A UNE CORRECTION CLASSIQUE DE TYPE PID, DANS LE BUT DE SUPPRIMER UN ETAGE DE STABILISATION. DANS CE CADRE, TOUTES LES ETAPES NECESSAIRES A LA MISE EN UVRE D'UNE APPLICATION PRATIQUE ONT ETE EXAMINEES, MAIS SEULS CERTAINS POINTS PARTICULIERS THEORIQUES OU METHODOLOGIQUES PEU PRESENTS DANS LA LITTERATURE ONT ETE ANALYSES PLUS PROFONDEMENT ET DEVELOPPES. IL S'AGIT DE: 1) LA DEFINITION D'UNE STRATEGIE DE COMMANDE BASEE SUR LA SEPARATION DU DOMAINE FREQUENTIEL EN PLUSIEURS ZONES POUR LESQUELLES DES OBJECTIFS SPECIFIQUES DE PERFORMANCE ET ROBUSTESSE SONT DEFINIS; 2) UNE ADAPTATION DE LA COMMANDE H AU CAS DES SYSTEMES FLEXIBLES, PAR L'INTERMEDIAIRE D'UNE PONDERATION BASEE SUR LA NOTION DE POSITIVITE LOCALE APPROCHEE; 3) DES CRITERES DE CHOIX DES PONDERATIONS DU PROBLEME H, LIES AUX SPECIFICATIONS DE SYNTHESE ET A LA STRATEGIE DE COMMANDE, DANS LE SOUCI D'OBTENIR DES RESULTATS OPERATIONNELS; 4) L'EFFET D'UNE VARIATION D'IMPEDANCE MECANIQUE SUR LE COMPORTEMENT MODAL DU SYSTEME MECANIQUE ET LES CONSEQUENCES SUR LA COMMANDE. LES RESULTATS EXPERIMENTAUX RECUEILLIS SUR UNE PLATE-FORME GYROSTABILISEE TYPIQUE PERMETTENT DE CONCLURE A L'EFFICACITE DE LA DEMARCHE PROPOSEE PAR UNE AUGMENTATION DES PERFORMANCES ET UNE ROBUSTESSE SATISFAISANTES FACE AUX VARIATIONS DES CONDITIONS OPERATIONNELLES. L'APPLICATION DE LA DEMARCHE ILLUSTREE DANS CE MEMOIRE N'EST PAS RESTREINTE AUX SYSTEMES DE VISEE GYROSTABILISES ET PEUT ETRE ETENDUE A D'AUTRES CLASSES DE SYSTEMES, EN PARTICULIER DANS LE DOMAINE DE LA ROBOTIQUE

CETTE THESE CONCERNE LA ROBUSTESSE DES SYSTEMES NON LINEAIRES. ELLE PROPOSE DEUX METHODES DE SYNTHESE DE LOI DE COMMANDE ROBUSTE ET UNE METHODE D'ANALYSE DE LA ROBUSTESSE. ELLE COMPORTE TROIS PARTIES : LA PREMIERE PRESENTE UNE NOUVELLE FORMULATION DU PROBLEME D'ATTENUATION DES PERTURBATIONS. LA LOI DE COMMANDE EST CARACTERISEE PAR LA SOLUTION D'UNE EQUATION DE TYPE HAMILTON-JACOBI-ISSACS AVEC CONTRAINTES FINALES D'INEGALITE. LA METHODOLOGIE PROPOSEE UTILISE LES TECHNIQUES D'HORIZON GLISSANT. ELLE ABOUTIT A UNE LOI DE STABILISATION ROBUSTE PAR RETOUR D'ETAT DYNAMIQUE DISCONTINU. AFIN DE VALIDER CETTE METHODE, UNE APPROCHE NUMERIQUE POUR RESOUDRE L'EQUATION DE HJI EST DEVELOPPEE CONFORMEMENT A LA THEORIE PROPOSEE. LES IDEES INTUITIVES AINSI QUE L'EFFICACITE DU CALCUL NUMERIQUE ASSOCIE SONT ILLUSTREES PAR UN EXEMPLE DE PENDULE INVERSE SIMPLE ET UN EXEMPLE DE SATELLITE EN MODE DEFAILLANT. LA DEUXIEME PARTIE PROPOSE UN ALGORITHME DE RESOLUTION DU PROBLEME D'OPTIMISATION MIN-MAX. L'ALGORITHME EST MIS EN BOUCLE FERMEE DANS UN SCHEMA A HORIZON GLISSANT. LES SYSTEMES CONSIDERES NE SONT PAS NECESSAIREMENT AFFINES. LES CONTRAINTES SUR LA COMMANDE PEUVENT ETRE PRISES EN COMPTE, MEME SI CES CONTRAINTES DEPENDENT DE L'ETAT. L'APPROCHE PEUT TRAITER LES INCERTITUDES PARAMETRIQUES ET LES PERTURBATIONS NON STATIONNAIRES. DANS LE DOMAINE DES PROCEDES BATCH LA METHODE ABOUTIT A DES RESULTATS TRES INTERESSANTS. QUANT AU DOMAINE DE LA MACHINE ASYNCHRONE, LES RESULTATS OBTENUS, BIEN QU'ILS SOIENT PRELIMINAIRES, MONTRENT L'APPORT INEDIT DE CETTE METHODE, SURTOUT EN CE QUI CONCERNE LES QUESTIONS PRIMORDIALES DE LA ROBUSTESSE ET DU REJET D'HARMONIQUES. LA TROISIEME PARTIE ILLUSTRE L'APPLICATION DE LA THEORIE DU GAP METRIQUE A L'ANALYSE DE LA ROBUSTESSE DES SYSTEMES DYNAMIQUES. LE CONTEXTE DE LA COMMANDE$H-ISINFTY$EST CONSIDERE COMME EXEMPLE. L'ETUDE N'ABOUTIT PAS A UNE NOUVELLE CONCLUSION CONCERNANT LA COMMANDE$H-ISINFTY$, ELLE MONTRE, NEANMOINS, LE NOUVEL OUTIL D'ANALYSE DE LA ROBUSTESSE.

PROGRAMME DE SIMULATION. ANALYSE STRUCTURELLE AUTOMATIQUE. ANALYSE STRUCTURELLE CINEMATIQUE. ANALYSE DYNAMIQUE OU CINEMATOSTATIQUE AUTOMATIQUE. APPLICATION: ANALYSE D'UN SYSTEME MECANIQUE A COUPLES ELEMENTAIRES ET DE SON SYSTEME DE COMMANDE HYDRAULIQUE.

CETTE THESE TRAITE DU PROBLEME DE LA MODELISATION ET DE LA COMMANDE DES ROBOTS MANIPULATEURS RAPIDES. L'OBJECTIF DE L'ETUDE EST LA COMMANDE DYNAMIQUE DES ROBOTS A ENTRAINEMENT DIRECT. NOUS PRESENTONS TOUT D'ABORD UNE METHODE, AINSI QU'UN PROGRAMME, DE CALCUL AUTOMATIQUE DES MODELES DYNAMIQUES OPTIMISES DES ROBOTS, QUI S'APPLIQUE DE MANIERE EFFICACE AUX STRUCTURES MECANIQUES COMPORTANT DES BOUCLES CINEMATIQUES. CETTE METHODE, BASEE SUR LE CALCUL SYMBOLIQUE, PERMET D'OBTENIR UNE PARAMETRISATION MINIMALE ET LINEAIRE DU MODELE EN FONCTION DES PARAMETRES MECANIQUES REGROUPES DU ROBOT, ET FACILITE LE REGLAGE DE LA COMMANDE. ENSUITE, NOUS INTRODUISONT LE PROBLEME DE LA COMMANDE SOUS L'ANGLE DE LA THEORIE DU CONTROLE AUTOMATIQUE DES SYSTEMES NON LINEAIRES ET NOUS COMPARONS DIFFERENTS SCHEMAS DE COMMANDES DYNAMIQUES. PUIS, NOUS NOUS INTERESSONS AUX PROPRIETES DE ROBUSTESSE ET D'ADAPTATION DE CES COMMANDES FACE AUX PHENOMENES PERTURBATEURS NON MODELISES. NOUS ETUDIONS EGALEMENT PLUSIEURS SCHEMAS DE COMMANDES NON LINEAIRES ET ADAPTATIVES EN RAPPORT AVEC LE PROBLEME DE LA COMPENSATION DE LA CHARGE TRANSPORTEE PAR LE ROBOT. CES TECHNIQUES DE MODELISATION ET DE COMMANDE SONT APPLIQUEES AU ROBOT D'ASSEMBLAGE A ENTRAINEMENT DIRECT, RACE, DEVELOPPE PAR LE COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE (CEA/UGRA)

LE BUT DE CE TRAVAIL EST L'ANALYSE ET LA COMMANDE D'UN SYSTEME MECANIQUE SIMPLE DE MODELE DE CORPS RIGIDE AVEC DU JEU DYNAMIQUE. CONTRAIREMENT A LA PLUPART DES TRAVAUX EXISTANTS DANS LA LITTERATURE DE CONTROLE AUTOMATIQUE NOUS TRAITONS EXPLICITEMENT TOUTES LES CARACTERISTIQUES NON-LINEAIRES ET NON-LISSES D'UN SYSTEME REPRESENTE COMME UN SYSTEME DE CORPS RIGIDE AVEC DES CONTRAINTES UNILATERALES. DEUX PHILOSOPHIES DE COMMANDE PD DIFFERENTES SONT PROPOSEES POUR CONTROLER LE SYSTEME. LA REGULATION ET LA POURSUITE SONT ETUDIEES ET LEUR PERFORMANCE EN FONCTION DES PARAMETRES PHYSIQUES EST COMPAREE. POUR LES DEUX SCHEMAS DEUX CAS SONT ANALYSES : LE CAS COLOCATED ET LE CAS NON-COLOCATED. AFIN D'ELARGIR LE BASIN D'ATTRACTION DE L'ORBITE PERIODIQUE DESIREE OU D'ACCELERER LA VITESSE DE LA CONVERGENCE, L'UTILISATION D'UNE COMMANDE HYBRIDE EN ADDITION A LA COMMANDE PD EST PROPOSEE. CE TRAVAIL TROUVE DES APPLICATIONS POTENTIELLES DANS PLUSIEURS DOMAINES INCLUANT LA COMMANDE DE CHAINES CINEMATIQUES AVEC DU JEU DANS LES ARTICULATIONS ET LES SYSTEMES VIBRO-IMPACTIFS.