Les Tryphons, tout comme leurs prédécesseurs du projet [ VOILES

Le travail présenté dans cette thèse concerne la modélisation et la commande robuste en force de robots manipulateurs industriels à articulations flexibles utilisés pour le procédé FSW. Afin de réduire les temps de calcul et l'occupation de la mémoire, une approche basée sur la méthode par intervalle est proposée en vue de la simplification des modèles dynamiques des robots industriels, et contribue à identifier les paramètres d'inertie qui sont négligeables. Des études de cas sur trois types de trajectoires de test et l'analyse des couples moteurs ont démontré l'efficacité et les bonnes performances de la méthode de simplification. Ensuite, la modélisation dynamique et l'identification des paramètres du procédé FSW ont été effectuées. Les paramètres des modèles linéaires et non-linéaires de forces axiales sont identifiés. Sur la base de la modélisation du procédé FSW qui considère simultanément la cinématique du système complet, le modèle de déplacement du robot rigide, les flexibilités des articulations et le modèle dynamique de la force axiale, un contrôleur robuste en force est obtenu par la méthode de réglage fréquentielle. En outre, un simulateur du procédé FSW robotique est développé et les résultats de simulation montrent les bonnes performances du contrôleur en force. L'oscillation de la force axiale dans le procédé FSW peut être simulée en utilisant un modèle de perturbation de la position verticale de référence.

LA THESE DEVELOPPE UNE STRATEGIE DE GENERATION DE TRAJECTOIRE AVEC LOI HORAIRE QUI, EN UTILISANT UN POTENTIEL GENERALISE, PERMET DE TENIR COMPTE DU RISQUE QUE PRESENTE CHAQUE OBSTACLE. PUIS, ELLE PRESENTE UNE METHODE POUR OBTENIR DIRECTEMENT UN MOUVEMENT BROWNIEN FRACTIONNAIRE A PARTIR D'UN BRUIT BLANC PAR INTEGRATION NON ENTIERE. L'EXTENSION A DEUX DIMENSIONS MONTRE LA POSSIBILITE D'OBTENTION D'UN TERRAIN FRACTAL. ELLE PROPOSE ENSUITE UN MODELE SIMULANT LE COMPORTEMENT DYNAMIQUE EN TROIS DIMENSIONS D'UN ROBOT QUI TIENT COMPTE DES GLISSEMENTS AINSI QU'UNE METHODE DE LINEARISATION DE CE MODELE AUTOUR DE PLUSIEURS POINTS DE FONCTIONNEMENT CORRESPONDANT A DES VITESSES NON NULLES. ENFIN, LA COMMANDE CRONE DU MODELE SOUMIS AUX PERTURBATIONS D'UN TERRAIN FRACTAL EST SYNTHETISEE ET TESTEE EN SIMULATION

Résumé En robotique, la navigation est définie comme une tâche qui consiste, pour le robot, à atteindre un point but dans l'environnement. Le contexte de réalisation de la tâche va conditionner les moyens nécessaires à mettre en oeuvre pour permettre au robot de naviguer. Le robot doit ètre capable de se déplacer de façon sûre à travers l'espace libre de l'environnement, en tenant compte de la présence d'éventuels obstacles. Le problème posé est donc la recherche d'algorithmes de génération automatique dans l'espace libre d'un chemin entre la posture initiale et finale, qui répondent à certaines contraintes imposées telles que le chemin le plus sûr, qui permet au robot de traverser les obstacles en étant toujours le plus éloigné possible des obstacles et le chemin le plus court, etc. Dans cette méthode, le mobile va ètre considéré comme étant placé dans: - Un champ de force attractive dont la source est la cible, - Un champ de force répulsive dont la source est l'obstacle. Deux méthodes ont été proposées pour l'ajustement des paramètres du contrôleur flou utilisé, dans la première on a employé la méthode du gradient, dans la deuxième les algorithmes génétiques

Combinant les avantages des voilures fixes et tournantes, le vol biomimétique présente un avenir prometteur pour les microdrones. Le mouvement de l'engin volant est assuré par les forces aérodynamiques de traction et de portance ainsi que les couples aérodynamiques créés par les ailes battantes. Un modèle simplifié basé sur les relations fondamentales de la dynamique a ainsi été établi. Des commandes non linéaires par retour d'état ou retour de mesure de capteurs d'attitude embarqués sont développées afin de stabiliser l'orientation du corps. La stabilisation de la position est assurée par un couplage entre l'angle de roulis et la force de portance. Les commandes proposées dans cette thèse sont à faible coût de calcul, tiennent compte des saturations induites par les amplitudes maximales des angles des ailes. Elles sont basées sur des techniques de moyennisation couplées à des résultats récents de stabilisation des corps rigides. La robustesse des commandes vis-à-vis d'erreurs de modèle, d'erreurs aérodynamiques, de perturbations externes, etc. a été testée.

La problématique traitée dans cette thèse concerne la commande de robots manipulateurs à articulations flexibles. Les méthodes développées visent à satisfaire les spécifications de performance et de robustesse en suivi de trajectoire, ainsi qu'à assurer un niveau de sécurité compatible avec un scénario de fonctionnement interactif dans lequel l'homme et le robot partagent un même espace de travail. Seules les mesures moteur sont utilisées dans un contexte d'instrumentation réduite. Le premier objectif de performance de la commande de mouvement est atteint grâce à l'identification expérimentale d'un modèle flexible représentatif du système, et l'usage de ce modèle pour la synthèse de lois de commande avancées intégrées au sein d'une structure cascade. Deux approches complémentaires fondées d'une part sur la commande prédictive de type GPC (Generalized Predictive Control), et d'autre part sur la commande Hinfini, sont considérées pour la synthèse de lois de commande à deux degrés de liberté, prédictives et robustes. Les performances de ces deux approches sont analysées et évaluées expérimentalement. Le deuxième objectif de sécurité est abordé à travers un algorithme de détection de collisions du robot avec son environnement, sans capteur d'effort et en présence d'incertitudes de modélisation. Afin de séparer efficacement les effets dynamiques des collisions de ceux des erreurs de modélisation, une stratégie adaptative de filtrage et de décision tenant compte de l'état du système est proposée. La validation expérimentale montre une très bonne sensibilité de détection, compatible avec les normes et les recommandations de sécurité relatives à la robotique collaborative.