Antioxidative Enzyme Responses to Antimony Stress of Serratia marcescens – an Endophytic Bacteria of Hedysarum pallidum Roots

International audienceStudies on bacterial endophytes resistant to antimony (Sb), a pollutant deemed alarming, are virtually non-existent. An endophytic bacterial strain showing resistance to high antimony concentrations was isolated for the first time from the roots of Hedysarum pallidum Desf., a Sb accumulator Fabacea growing on mining spoils. With the combined use of morphological, biochemical and molecular methods, the isolated strain was identified as Serratia marcescens species. It showed a minimum inhibitory concentration (MIC) to its growth at 450 mM of Sb. In the presence of excessive concentrations of Sb, corresponding to 30 mM of Sb, i.e., 3652.8 mg/L of Sb, the strain maintained important growth compared to the control. The Sb toxicity caused a significant increase (p<0.05) in the hydrogen peroxide (H2O2) amount and malondialdehyde (MDA) content. The oxidative stress induced significant increases (p<0.05) in the strain antioxidant biomarkers such as proline, catalase (CAT), ascorbate peroxidase (APX), peroxidase (POD) and superoxide dismutase (SOD). Significant and positive correlations (p<0.05) were found between oxidative and antioxidant biomarkers and between antioxidant biomarkers, highlighting the interrelationships between them in oxidative stress fighting. Results show an important adaptation of the strain to high Sb levels that can be used in the Sb-contaminated soils bioremediation

Commande et observation d’une classe de systèmes linéaires à commutations : Application aux convertisseurs de puissance DC-DC

This thesis is dedicated to the control and the observation of a class of switched linear systems (SLS). This class contains the systems that can be represented by a port-Hamiltonian model. A lot of works have been studied SLS for several years using an average modeling approach. Recently, various works have shown that hybrid system theory allows to cope with stabilization, controllability, and observability problems of switched linear systems. However, several problems are still open and need more development such as the design of hybrid observers for SLS that have unobservable modes or the control of systems with reduced number of switching inputs and numerous variable states to control. In this work, we are interested in the design of state observers for a particular class of SLS using both the average and the hybrid port-Hamiltonian models. This formalism has the necessary tools to study and establish the stability of the observation errors. At the beginning, a nonlinear observer based on the average modeling is proposed. Next, a hybrid observer is designed for switched linear systems. This observer takes into account the unobservable operating modes of the system. The second point of our work concerns the design of control laws for the considered class of SLS. At first, two Lyapunov-based control laws have been established using either an average model or a hybrid model of the system. A hybrid optimal control based on the maximum principle of Pontryagin and the computation of singular arcs has been also proposed. Finally, a hybrid predictive control based on a discrete model of the system is synthesized. Simulation results and an experimental implementation on a SEPIC converter are given to show the efficiency of the proposed methods. Our motivation to study such a converter is mainly due to its particular topology that includes observable and unobservable subsystems. It is also known to be difficult to be controlled because only one switching input is used to control four state variables.Cette thèse s’intéresse à la commande et l’observation d’une classe de systèmes linéaires à commutations (SLC). La classe considérée regroupe les systèmes pouvant être représentés par un modèle Hamiltonien à ports. Récemment, plusieurs travaux ont utilisé la théorie des systèmes dynamiques hybrides pour traiter les problèmes de stabilité, de commandabilité et d’observabilité des systèmes linéaires à commutations. Cependant, certains verrous scientifiques demeurent et nécessitent d’être levés tels que la synthèse d’observateurs pour des SLC présentant des modes de fonctionnement inobservables ou la commande hybride de systèmes possédant un nombre réduit d’entrées de commutations et un nombre élevé de variables d’état à contrôler. Dans ce travail, nous nous intéressons à la synthèse d’observateurs s’appuyant sur la modélisation moyenne et la modélisation hybride de SLC ayant une topologie Hamiltonienne à ports particulière. Ce formalisme possède les outils nécessaires pour établir des preuves de stabilité des erreurs d’observation. Dans un premier temps, nous proposons un observateur non linéaire reposant sur le modèle moyen de la classe des SLC considérée. Ensuite, nous traitons le problème de synthèse d’un observateur hybride où nous proposons un observateur commuté prenant en compte les modes de fonctionnement inobservables. Le problème de la commande des SLC est abordé par la suite. Au départ, la théorie de Lyapunov est utilisée pour proposer deux lois de commandes : La première est synthétisée à partir du modèle moyen et la deuxième exploite le modèle hybride. Une commande optimale hybride est élaborée en utilisant le principe du maximum de Pontryagin et une approche utilisant la recherche d’arcs singuliers. Finalement, une commande prédictive hybride est établie à partir d’un modèle discrétisé du système. Des résultats de simulation et une mise en œuvre expérimentale sur un convertisseur DC-DC SEPIC sont donnés pour montrer l’efficacité des méthodes proposées. L’étude d’un tel circuit est motivée par sa topologie particulière qui contient à la fois un mode de fonctionnement observable et un mode de fonctionnement inobservable. En outre, il possède une seule entrée de commutations et quatre variables d’état ce qui lui vaut la réputation être difficile à commander

Control and observation of a class of switched linear systems : Application to DC-DC power converters

Cette thèse s’intéresse à la commande et l’observation d’une classe de systèmes linéaires à commutations (SLC). La classe considérée regroupe les systèmes pouvant être représentés par un modèle Hamiltonien à ports. Récemment, plusieurs travaux ont utilisé la théorie des systèmes dynamiques hybrides pour traiter les problèmes de stabilité, de commandabilité et d’observabilité des systèmes linéaires à commutations. Cependant, certains verrous scientifiques demeurent et nécessitent d’être levés tels que la synthèse d’observateurs pour des SLC présentant des modes de fonctionnement inobservables ou la commande hybride de systèmes possédant un nombre réduit d’entrées de commutations et un nombre élevé de variables d’état à contrôler. Dans ce travail, nous nous intéressons à la synthèse d’observateurs s’appuyant sur la modélisation moyenne et la modélisation hybride de SLC ayant une topologie Hamiltonienne à ports particulière. Ce formalisme possède les outils nécessaires pour établir des preuves de stabilité des erreurs d’observation. Dans un premier temps, nous proposons un observateur non linéaire reposant sur le modèle moyen de la classe des SLC considérée. Ensuite, nous traitons le problème de synthèse d’un observateur hybride où nous proposons un observateur commuté prenant en compte les modes de fonctionnement inobservables. Le problème de la commande des SLC est abordé par la suite. Au départ, la théorie de Lyapunov est utilisée pour proposer deux lois de commandes : La première est synthétisée à partir du modèle moyen et la deuxième exploite le modèle hybride. Une commande optimale hybride est élaborée en utilisant le principe du maximum de Pontryagin et une approche utilisant la recherche d’arcs singuliers. Finalement, une commande prédictive hybride est établie à partir d’un modèle discrétisé du système. Des résultats de simulation et une mise en œuvre expérimentale sur un convertisseur DC-DC SEPIC sont donnés pour montrer l’efficacité des méthodes proposées. L’étude d’un tel circuit est motivée par sa topologie particulière qui contient à la fois un mode de fonctionnement observable et un mode de fonctionnement inobservable. En outre, il possède une seule entrée de commutations et quatre variables d’état ce qui lui vaut la réputation être difficile à commander.This thesis is dedicated to the control and the observation of a class of switched linear systems (SLS). This class contains the systems that can be represented by a port-Hamiltonian model. A lot of works have been studied SLS for several years using an average modeling approach. Recently, various works have shown that hybrid system theory allows to cope with stabilization, controllability, and observability problems of switched linear systems. However, several problems are still open and need more development such as the design of hybrid observers for SLS that have unobservable modes or the control of systems with reduced number of switching inputs and numerous variable states to control. In this work, we are interested in the design of state observers for a particular class of SLS using both the average and the hybrid port-Hamiltonian models. This formalism has the necessary tools to study and establish the stability of the observation errors. At the beginning, a nonlinear observer based on the average modeling is proposed. Next, a hybrid observer is designed for switched linear systems. This observer takes into account the unobservable operating modes of the system. The second point of our work concerns the design of control laws for the considered class of SLS. At first, two Lyapunov-based control laws have been established using either an average model or a hybrid model of the system. A hybrid optimal control based on the maximum principle of Pontryagin and the computation of singular arcs has been also proposed. Finally, a hybrid predictive control based on a discrete model of the system is synthesized. Simulation results and an experimental implementation on a SEPIC converter are given to show the efficiency of the proposed methods. Our motivation to study such a converter is mainly due to its particular topology that includes observable and unobservable subsystems. It is also known to be difficult to be controlled because only one switching input is used to control four state variables

Dynamic identification of a synchronous machine using an extended sliding mode observer

International audienceThis paper presents two identification methods for permanent magnet synchronous machine based on sliding modes. The first one is a new algorithm obtained from an identification technique based on an extended sliding mode observer and a least square solution using an instrumental variable. The second approach uses a direct identification algorithm using a sliding mode observer. Both techniques are tested in simulation and applied in experimentation on a synchronous motor. A comparison study is done in the aim of enhancing their performances

Averaged Port-Hamiltonian Modeling Based Observer for DC-DC Power Converters

International audienceThis paper presents a nonlinear observer for DC-DC power converters based on an averaged Port- Hamiltonian model. The averaged model of the standard port control Hamiltonian is used to describe the switching behavior and to design a nonlinear observer. Alike a state-space averaged model of the kind of systems, properties of port-Hamiltonian modeling and Lyapunov theory allows to overcome an observability issue encounters in the observer design for switched systems and to guarantee that the convergence of the observer error is independent of the cycle duty. An application to a Single-Ended Primary Inductor Converter (SEPIC) is presented in simulation. An extended observer is proposed to estimate the load resistor. Experimental results on a real process conrm the performances of the proposed observer

A Hybrid Observer for a Class of DC-DC Power Converters

International audienceThis paper presents a new observer for a class of DC-DC power converters based on a hybrid system approach. The considered class of switched systems contains two modes. Interestingly, the observability of each mode is not required. An original observer is designed to estimate the state over all modes by using available information provided by current and previous observable states. We show that the stability of the observer is guaranteed independently of the switching sequence. An application to a Single-Ended Primary Inductor Converter (SEPIC) is presented in simulation

An Instrumental Variable Method for Nonlinear System Identification Based on Sliding Modes

International audienceThe paper deals with the dynamic identification in noisy environment of a class of nonlinear systems whose parameters depend linearly on the unknown parameters. The identification algorithm is based on an extended sliding modes observer and a least square estimation using an instrumental variable technique. The study of the measurement noise effect on the measured signals shows that the proposed solution is consistent. An application on a permanent magnet synchronous machine highlights the efficiency of the technique

Identification dynamique d'une classe des systèmes non linéaires par modes glissants

International audienceDans ce papier, une méthode d'identification dynamique pour des systèmes non linéaires linéairement paramétrés est développée. La technique proposée repose sur l'utilisation d'un observateur d'état étendu aux paramètres combinée à une technique des moindres carrés et une approche par variable instrumentale. L'étude de l'effet du bruit sur l'identification montre la consistance et la robustesse de la technique. L'application en expérimentation sur une machine synchrone à aimants permanents confirme les résultats obtenus par simulation

Nonlinear Observer and Lyapunov-Based Control for SEPIC Converter: Design and Experimental Results

International audienceThis paper presents a nonlinear observer based control of a Single Ended Primary Inductor Converter. A Lyapunov-based control law of the voltage output is proposed. This control law has the property to be simple to implement. The proposed technique uses a nonlinear observer of an averaged model of the converter. The asymptotic stability of the observer error is shown using port Hamiltonian formalism. Stability of the closed loop, including the observer and the control law, is discussed. The proposed observer and control law were validated in simulation and experimentation