ON PRESENTE UNE ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE SUR LA COMMANDE DES SYSTEMES MULTIVARIABLES PERMETTANT DE DEGAGER DEUX APPROCHES BIEN DISTINCTES. L'UNE DE CES APPROCHES, QUI A ORIENTE LE TRAVAIL PRESENTE, S'APPUIE SUR L'UTILISATION D'UNE REPRESENTATION D'ETAT SOUS FORME ORDINAIRE, CE QUI PERMET DE FAIRE APPEL A DES METHODES DE COMMANDE UTILISABLE POUR LES SYSTEMES SANS RETARD. ON A MIS AU POINT UN ALGORITHME, BASE SUR LA PROGRAMMATION LINEAIRE, TROUVANT LA COMMANDE EN TEMPS MINIMUM DES SYSTEMES MULTIVARIABLES DISCRETS. LA REPRESENTATION D'ETAT SOUS FORME ORDINAIRE EST OBTENUE EN PRENANT UN VECTEUR D'ETAT AUGMENTE APRES QU'UNE METHODE DE DISCRETISATION, QUE L'ON A DERIVEE DE CELLE DEJA EXISTANTE, AIT ETE UTILISEE

Ce mémoire de thèse est consacré au développement des outils d'analyse et des techniques de calcul de lois de commande par retour d'état ou de sortie pour une classe de systèmes dynamiques à états retardés. Les modèles utilisés pour décrire les comportements des systèmes à retard sont des représentations d'états linéaires invariantes dans le temps et de dimension infinie. Les modèles considérés sont sujets à des incertitudes résultant d'approximations lors de la modélisation. Les techniques d'analyse et de commande proposées dans ce mémoire tiennent compte des incertitudes et sont dites alors robustes. L'analyse envisagée dans cette thèse a pour objectif de fournir des conditions sous forme d'inégalités linéaires matricielles dépendantes de la taille du retard afin de tester la stabilité de cette classe de systèmes avec ou sans incertitudes. Les techniques de calcul de lois de commande visent quant à elle à déterminer les correcteurs de type retour d'état ou de sortie pour assurer la stabilité de l'ensemble pour toutes les incertitudes admissibles. Les techniques d'analyse et de commande proposées dans cette thèse reposent sur la théorie de Lyapunov (le théorème de Lyapunov-Krasovskii ou le théorème de Lyapunov- Razumikhin), et sur la résolution de problèmes numériques souvent de type LMI.

Les systèmes à retards représentent une classe de systèmes de dimension infinie largement utilisée pour la modélisation et l'analyse des phénomènes de transport et de propagation de matière, d'énergie ou d'informations. Du point de vue mathématique, ils sont généralement modélisés par des équations différentielles fonctionnelles (systèmes de dimension infinie) ou encore par des modèles sur anneaux (approche algébrique). Les résultats d'identifiabilité mettent en évidence le lien étroit entre les propriétés d'identifiabilité et les diverses notions de controlabilité des systèmes à retards. Il s'agit notamment de la controlabilité faible dans le cas de systèmes présentant des retards, puis de la controlabilité spectrale et approximative dans le cas plus général de systèmes avec retards distribués. L'approche utilisée pour aboutir à ces résultats est basée sur la description des systèmes à retards au moyen d'équations de convolution de distributions à support compact. Cette approche, de plus, est constructive car elle permet également de généraliser aux systèmes à retards les notions d'entrée suffisamment riche rencontrées en identification. Les outils d'identification développés se basent sur une extension naturelle aux systèmes à retards d'une technique algébrique développée depuis peu au sein de l'équipe ALlEN de l'lN RIA-FUTURS. Des premiers résultats, en simulation mais également expérimentaux, ont pennis de mettre en évidence le fort potentiel de cette approche pour l'identification et la commande en ligne des systèmes à retards.

A solution permitting the stabilization of 2-dimensional (2-D) continuous-time saturated system under state feedback control is presented in this book. The problems of delay and saturation are treated at the same time. The authors obtain novel results on continuous 2-D systems using the unidirectional Lyapunov function. The control synthesis and the saturation and delay conditions are presented as linear matrix inequalities. Illustrative examples are worked through to show the effectiveness of the approach and many comparisons are made with existing results. The second half of the book moves on to consider robust stabilization and filtering of 2-D systems with particular consideration being given to 2-D fuzzy systems. Solutions for the filter-design problems are demonstrated by computer simulation. The text builds up to the development of state feedback control for 2-D Takagi–Sugeno systems with stochastic perturbation. Conservatism is reduced by using slack matrices and the coupling between the Lyapunov matrix and the system matrices is broken by using basis-dependent Lyapunov functions. Mean-square asymptotic stability and prescribed H-infinity performance are guaranteed. Two-Dimensional Systems emphasizes practical approaches to control and filter design under constraints that appear in real problems and uses off-the-shelf software to achieve its results. Researchers interested in control and filter design for multidimensional systems, especially multi-dimensional fuzzy systems, will find this book a useful resource as will graduate students specializing in dynamical sytems.

Cette thèse étudie la compensation robuste d'un retard de commande affectant un système dynamique. Pour répondre aux besoins du domaine applicatif du contrôle moteur, nous étudions d'un point de vue théorique des lois de contrôle par prédiction, dans les cas de retards incertains et de retards variables, et présentons des résultats de convergence asymptotique. Dans une première partie, nous proposons une méthodologie générale d'adaptation du retard, à même de traiter également d'autres incertitudes par une analyse de Lyapunov-Krasovskii. Cette analyse est obtenue grâce à une technique d'ajout de dérivateur récemment proposée dans la littérature et exploitant une modélisation du retard sous forme d'une équation à paramètres distribués. Dans une seconde partie, nous établissons des conditions sur les variations admissibles du retard assurant la stabilité du système boucle fermée. Nous nous intéressons tout particulièrement à une famille de retards dépendant de la commande (retard de transport). Des résultats de stabilité inspirés de l'ingalité Halanay sont utilisés pour formuler une condition de petit gain permettant une compensation robuste. Des exemples illustratifs ainsi que des résultats expérimentaux au banc moteur soulignent la compatibilité de ces lois de contrôle avec les impératifs du temps réel ainsi que les mérites de cette approche.

CE TRAVAIL EST CONSACRE AU PROBLEME DE LA STABILISATION DES SYSTEMES DIFFERENTIELS A RETARDS PONCTUELS ET COMMENSURABLES. NOUS GENERALISONS LA METHODE POLYNOMIALE DEVELOPPEE DANS LE CAS CLASSIQUE (SANS RETARD), METHODE QUI CONSISTE A UTILISER LES PROPRIETES ALGEBRIQUES DES SYSTEMES APRES TRANSFORMATION DE LAPLACE. NOUS INTRODUISONS L'ANNEAU GENERE PAR LES TRANSFORMEES DE LAPLACE DE LA DERIVATION, DES RETARDS PONCTUELS ET COMMENSURABLES, AINSI QUE D'UNE CLASSE DE RETARDS DISTRIBUES. CET ENSEMBLE EST EN PARTICULIER UN DOMAINE DE BEZOUT, CE QUI NOUS PERMET DE GENERALISER AUX SYSTEMES A RETARDS BON NOMBRE DE METHODES CLASSIQUES DE SYNTHESE DE LOIS DE COMMANDE. NOUS REVOYONS LES NOTIONS DE REALISATION, DE TRANSFERT, DE CAUSALITE. NOUS PRESENTONS ENSUITE DES ALGORITHMES CONSTRUCTIFS DE LOIS DE COMMANDE STABILISANTES. NOUS RESOLVONS LA STABILISATION AVEC UNE APPROCHE ESPACE D'ETAT ET AVEC UNE APPROCHE TRANSFERT. D'AUTRES PROBLEMES TELS QUE LA RECONSTRUCTION D'ETAT, LE PLACEMENT DE POLES, LA POURSUITE DE MODELE AVEC STABILITE, SONT AUSSI ABORDES.