Trajectory planning for autonomous vehicle in uncertain environment using evidential grid

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Passivity of the Air Supply System of a PEM Fuel Cell Model and Robust PI Control

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Modélisation et commandes non linéaires du système d air des piles à combustible type PEM (Proton Exchange Membrane)

Le travail de thèse porte sur les systèmes d alimentation en air des piles à combustible type PEM (Proton Exchange Membrane). Une première étape du travail a porté sur la modélisation, et consistait à réduire le modèle dynamique d ordre 4 à un modèle plus simple d ordre 3. Ce dernier a été validé expérimentalement avec une erreur relative moins de 5%. Le modèle réduit a été décomposé en l interconnection de 3 sous-systèmes dont l un est strictement passif en sortie ; et une structure de commande en cascade a été conçue. Une étude de stabilité basée sur la passivité a permis d établir une méthodologie générale pour le réglage de tout type de contrôleur tout en garantissant la stabilité du système bouclé. De plus, une autre étude basée sur les caractéristiques de monotonicité du système a montré que le système est localement asymptotiquement stabilisable autour de tout point d équilibre, par un simple contrôleur proportionnel (p) ou proportionnel-intégral (pi), si la variable de retour est bien choisie. Plusieurs lois de commande ont été étudiées pour le réglage du débit d air du compresseur, et la stoechiométrie de la pile, comme le mode glissant, le rst, l ip, le backstepping, et l ors (output regulation subspaces). Des validations expérimentales ont mis en évidence les performances de la commande par mode glissant du second ordre, algorithme du super-twisting, avec gains variables.This thesis deals with the air supply system of PEM (Proton Exchange Membrane) fuel cells. The first part treats modelling, and consist on the reduction of the 4th order dynamical model into a simpler 3rd order one. The latter has been validated experimentally with a relative error less than 5%. The reduced model has been decomposed into the interconnection of 3 subsystems, with one of them being output strictly passive; and a cascaded control structure has been designed. A passivity based stability study results in a general methodology for tuning any controller, with guaranteed stability of the closed-loop system. Moreover, another stability study, based on the monotonicity characteristics of the system, shows that the system is locally asymptotically stabilisable around any equilibrium point, with a simple proportional or proportional-integral controller, if the feedback variable is well chosen. Many control laws have been designed to regulate the compressor air flow and the oxygen stoechiometry. The used controllers are higher order sliding mode, rst, ip, backstepping, and ors (output regulation subspaces). Experimental validation proves the performance of the second order sliding mode control, precisely, the super-twisting algoritm with variable gains.ORSAY-PARIS 11-BU Sciences (914712101) / SudocSudocFranceF

Coupled longitudinal/lateral controllers for autonomous vehicles navigation, with experimental validation

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Passivity Analysis and Design of a Robust Nested Passivity-Based Controller for Trajectory Tracking of Autonomous Vehicles

International audienceThis paper focuses on the lateral control of intelligent vehicles. The aim isto minimize the lateral displacement of the autonomous vehicle with respect to a givenreference trajectory. The control input is the steering angle and the output is the lateral errordisplacement. After passivity analysis of the system to establish the properties of passivitybetween the inputs and outputs, we present design and validation of a robust lateral nestedcontroller based on passivity, to ensure robust stability and good performances with respectto parametric variations and uncertainties encountered in driving applications. To validate thecontrol strategy, the simulation of the closed-loop system on Matlab-Simulink has been madeusing the experimental data acquired on the vehicle DYNA of Heudiasyc laboratory (a Peugeot308), according to several real driving scenarios. The validation shows robustness and goodperformances of the proposed control approach, and puts in evidence the improvement broughtby the Nested PBC controller

Control of the air supply system of a PEM fuel cell with guaranteed stability properties

ID = 526International audienc