Estimation rapide des paramètres d'un signal à phase polynomiale

National audiencePolynomial phase signals belong to a wide class of non-stationary signals used for modeling and engineering applications. In this paper, we take benefits of some advances in robust estimation in order to propose a new algorithm for estimating the parameters of a polynomial phase signal. The advantages of this algorithm are being fast and being robust to the shape of the noise

Parameter Estimation for Polynomial Phase Signals With a Fast and Robust Algorithm

International audiencePolynomial phase signals belong to a wide class of nonstationary signals used for modeling and engineering applications. In this paper, we take benefits of some advances in robust estimation in order to propose a new algorithm for estimating the parameters of a polynomial phase signal. This algorithm has the advantages to be fast and its structure is robust to the shape of the noise

Analyse de signaux FM affectés par un bruit multiplicatif et un bruit additif

Dans ce travail nous nous intéressons à l'estimation de la phase polynomiale d'un signal affecté par un bruit multiplicatif et un bruit additif. Nous montrons que si la moyenne du bruit multiplicatif est non nulle, l'estimation de la phase est possible en utilisant la transformée de phase polynomiale (TPP). En revanche cette transformée se révèle inefficace dans le cas où la moyenne est nulle. Pour palier à cette difficulté nous introduisons une extension de la transformée polynomiale. Nous proposons une borne inférieure du nombre d'échantillons à utiliser pour assurer une bonne estimation de la phase. Nous calculons le biais et la variance de l'estimateur du coefficient du plus haut degré de la phase et de ceux de l'estimateur de la moyenne du bruit multiplicatif

A fast robust and simple algorithm for estimating parameters of polynomial phase signals

Polynomial phase signals belong to a wide class of signals used for modeling but processing associated to them are always difficult since they are non-stationary signals. In the method introduced in this paper, we take benefits of some advances in robust estimation in order to build a new algorithm for estimating the phasis parameters of polynomial phase signal. This algorithm has the advantages of being fast and being able to deal with signal whose phase is a polynomial of unknown order. The structure of this algorithm is robust to the shape of the noise.Les signaux à phase polynomiale constituent une vaste classe de signaux utilisés en modélisation mais leurs traitements se révèlent difficiles en raison de leur caractère non-stationnaire. Dans la méthode présentée dans cet article, nous mettons à profit de récents travaux en matière d’estimation robuste afin de réaliser un nouvel algorithme d’estimation des paramètres de la phase d’un signal. Cet algorithme présente les avantages d’être rapide et capable de traiter des signaux dont la phase est d’ordre inconnu. La structure de cet algorithme reste indépendante par le type de bruit car il est résistant à la forme de la distribution du bruit

A semi-active controller tuning and application to base seismically-isolated structures

International audienceThis paper proposes a modified version of Leitmann and co-authors' classical result on the stabilization of uncertain nonlinear systems. In particular, for usual models of structure dynamics in earthquake engineering it is shown that applying a specific control law drives the state variables into a ball around the origin (arbitrarily chosen) in finite time as long as the radius of the ball is not lower than a limiting value. In addition estimates of this limiting ball radius and the time limit for arbitrary ball radius are provided. The semi-active control thus provides the control designer with interesting design parameters. It is also an attempt to explicitly use pseudoacceleration floor response spectrum as a performance criterion. Though not limited to twodegree- of-freedom structures, this semi-active control is applied to these plant models for simplicity and illustrated through simulations

A robust nonlinear semi-active control for base seismically-isolated structures

This paper proposes a robust nonlinear semi-active control for base seismically-isolated structures. The control is based upon an extension of works of Leitmann et al. on the stabilization of nonlinear systems with uncertain models. For usual models of structure dynamics it is shown that applying a specific control law drives the state variables into a ball of specified radius in finite time. The radius of the ball may be arbitrarily chosen as long as it is not lower than a limiting value. In addition, estimates of this limiting ball radius is provided. The time to reach the ball is also provided. The semi-active control thus provides the control designer with interesting design parameters. The efficacy of proposed semiactive control is illustrated by its application to simple models of structures focusing in particular to the attenuation of excitation transmitted from floor to equipment mounted on them

Analyse statistique de SMF pour l'étude des signaux à phase polynômiale

L'algorithme SMF permet d'estimer le coefficient du terme de plus haut degré d'un signal à phase polynômiale et à amplitude constante à partir de moments invariants dans le temps des observations. Cet algorithme fait intervenir des moments d'ordre inférieur à la transformée de phase polynômiale (TPP) et ne nécessite pas de maximisations. La contribution majeure de cette communication est une expression analytique de la variance de l'erreur d'estimation de SMF à fort rapport signal sur bruit. Ce résultat permet de montrer l'efficacité asymptotique de SMF si une dépendance entre le nombre de moments et le nombre d'observations est introduite. En outre, il permet de mettre en évidence la supériorité de SMF par rapport à TPP moyennant un choix judicieux du nombre de moments

Estimation des signaux chirp multi-composantes affectés par un bruit impulsif α-stable

- Nous traitons dans cet article le problème de l'estimation des paramètres de phase des signaux chirp réels affectés par un bruit additif de nature impulsive modélisé par une distribution α-stable. Comme dans beaucoup de techniques d'estimation de signaux à phase polynomiale, nous commençons par ramener le problème à celui de l'estimation de signaux harmoniques noyés dans un bruit impulsif grâce à une transformée polynomiale du signal. Une méthode haute résolution (MUSIC) est alors appliquée au signal ainsi transformé pour l'estimation des paramètres. Trois cas de figures sont considérés et comparés dans ce travail: (i) Celui de l'application directe de l'algorithme MUSIC au signal harmonique tronqué en amplitude; (ii) celui de l'application de l'algorithme MUSIC à l'estimée robuste de la fonction de covariance du signal harmonique et (iii) celui de l'application de l'algorithme MUSIC à la fonction de covariation généralisée du signal

Commande de systèmes d'isolation antisismique mixte

Nous nous intéressons aux méthodes de contrôle de vibrations de modèles réduits de structures à n degrés de liberté, sismiquement isolées au niveau de la base par des systèmes d'isolation mixte.Le mouvement provoqué par une sollicitation sismique horizontale a lieu dans le plan vertical.Nous avons construit un problème de contrôle semi-actif de systèmes incertains soumis à des perturbations inconnues, mais bornées. Dans le langage de l'automatique, il s'agit d'un problème d'atténuation de perturbations.Le résultat principal de cette thèse porte sur la construction d'une version modifiée des résultats de Leitmann et de ses collaborateurs sur la stabilisation de systèmes non linéaires incertains. Le théorème proposé repose sur une loi de commande par retour d'état qui assure en boucle fermée les propriétés de "uniform boundedness" et "uniform ultimate boundedness".En particulier, il peut être appliqué à la résolution de problèmes de contrôle semi-actif, qui sont actuellement traités en génie parasismique.L'objectif du contrôle est d'améliorer le comportement (i.e. la réponse) de structures isolées pour faire face aux perturbations externes, c'est-à-dire les séismes. Plusieurs points différencient notre problème de la majorité que l'on trouve dans la littérature: (i) on ne s'intéresse pas seulement à la protection de la structure isolée, mais aussi aux équipements situés à l'intérieur de la structure, et (ii) au lieu d'utiliser des indicateurs de performance habituels exprimés en termes de déplacement relatif de la base versus des accélérations absolues des planchers, nous utilisons uniquement le spectre de plancher en pseudo-accélération, comme il a été proposé dans des travaux précédents par Politopoulos et Pham. Ce travail est une tentative d'utiliser explicitement les spectres de plancher comme critère de performance.Concernant la procédure d'application, plusieurs étapes intermédiaires ont été détaillées:(i) modélisation de signaux sismiques;(ii) réglage des paramètres de la loi de commande utilisant la théorie des vibrations;(iii) validation et test du comportement en boucle fermée à travers des simulations numériques: pour des raisons de simplicité, on se limite au cas n=2.Cette procédure peut être utilisée sur des structures en industrie nucléaire, mais aussi en génie civil.D'autres sujets traités incluent une tentative d'utiliser les outils temps-fréquence, et en particulier la distribution de Wigner-Ville, pour la synthèse de lois de commande, en espérant pouvoir mieux contrôler les composants transitoires des signaux de perturbation (les entrées) et des variables d'état (les sorties).Vibration attenuation control designs are proposed for reduced plant models consisting of n-degree-of-freedom base seismically-isolated structures (i.e., a specific type of earthquake-resistant design), modeled by uncertain nonlinear systems and subjected to one-dimensional horizontal ground acceleration (i.e. the earthquake signal), treated as unknown disturbance but assumed to be bounded.In control systems literature, this is a perturbation attenuation problem.The main result of this PhD is the development of a modified version of Leitmann and co-authors' classical result on the stabilization of uncertain nonlinear systems. The proposed theorem consists of a bounded nonlinear feedback control law that is capable of ensuring uniform boundedness and uniform ultimate boundedness in closed-loop. In particular, it can be applied to solving semi-active control design problems, which are currently dealt with in earthquake engineering.The control objective is to improve the behavior (i.e. response) of mixed base-isolated structures to external disturbance, namely earthquakes. What differentiates our problem from the majority to be found in the literature is that: (i) attention is being paid to the protection of equipment placed inside the structure an not only to the structure itself; (ii) instead of using regular performance indicators expressed in terms of relative base displacement versus floors accelerations, we use solely the pseudo-acceleration floor response spectra, as it was proposed in previous recent works by Politopoulos and Pham.Actually, this work is an attempt to explicitly use floor response spectra as performance criterion.Concerning the application procedure, some of the topics that were detailed are:(i) modeling of earthquake signals;(ii) tuning of control law parameters based on vibration theory;(iii) validation and testing of the closed-loop behavior using numerical simulations: for simplicity reasons, we take n=2.This procedure can be used on structures of both nuclear industry as well as civil engineering.Other topics include an attempt to using time-frequency concepts and in particular the Wigner-Ville distribution to the control law design procedure, in order to better control transitory components of both perturbation (the input) and state variables signals (the output).PARIS11-SCD-Bib. électronique (914719901) / SudocSudocFranceF

Explicit Expression for a Linear Filter in Terms of Its Lattice Representation

International audienc