Ce travail de thèse concerne l'étude des systèmes mécaniques décrits par des modèles non linèaires à temps continu. Plus particulièrement, ce travail porte sur la commande globale de poursuite d'une certaine classe de systèmes Euler-Lagrange (EL) et sur la stabilisation uniforme des systèmes mécaniques non holonomes. Dans un premier temps, on présente un contrôleur global de poursuite par retour dynamique de sortie d'une certaine classe de système EL, dont de nombreuses applications font l'objet. La nouveauté de notre approche est que la conception de la loi de commande et de l'observateur est basée sur un nouveau modèle, linéaire par rapport aux variables non mesurées. Il s'agit d'un modèle dit non minimal, puisqu'il contient plus de variables d'état que nécessaire. Ce modèle est élaboré pour les robots manipulateurs à articulations flexibles. On démontre également que ce modèle reste valable pour n'importe quel système physique à nombre fini de degrés de liberté et soumis à des contraintes mécaniques. Dans une autre contribution de cette thèse, on résout le problème de la stabilisation globale et uniforme des systèmes non holonomes en forme chaîne de dimension arbitraire, au moyen d'un retour variant dans le temps et lisse. L'étude de stabilité de ce problème de commande est inspirée de la théorie de commande adaptative et les résultats sont formulés en termes d'une nouvelle formulation de l'excitation persistante, un concept bien connu dans la littérature de la commande adaptative depuis plusieurs années.

Written by two of Europe's leading robotics experts, this book provides the tools for a unified approach to the modelling of robotic manipulators, whatever their mechanical structure. No other publication covers the three fundamental issues of robotics: modelling, identification and control. It covers the development of various mathematical models required for the control and simulation of robots.·World class authority·Unique range of coverage not available in any other book·Provides a complete course on robotic control at an undergraduate and graduate level

This book presents the most recent research results on modeling and control of robot manipulators. Chapter 1 gives unified tools to derive direct and inverse geometric, kinematic and dynamic models of serial robots and addresses the issue of identification of the geometric and dynamic parameters of these models. Chapter 2 describes the main features of serial robots, the different architectures and the methods used to obtain direct and inverse geometric, kinematic and dynamic models, paying special attention to singularity analysis. Chapter 3 introduces global and local tools for performance analysis of serial robots. Chapter 4 presents an original optimization technique for point-to-point trajectory generation accounting for robot dynamics. Chapter 5 presents standard control techniques in the joint space and task space for free motion (PID, computed torque, adaptive dynamic control and variable structure control) and constrained motion (compliant force-position control). In Chapter 6, the concept of vision-based control is developed and Chapter 7 is devoted to specific issue of robots with flexible links. Efficient recursive Newton-Euler algorithms for both inverse and direct modeling are presented, as well as control methods ensuring position setting and vibration damping.