Robust output feedback sampling control based on second order sliding mode

International audienceThis paper proposes a new second order sliding mode output feedback controller. This latter is developped in the case of finite sampling frequency and is using only output information in order to ensure desired trajectory tracking with high accuracy in a finite time in spite of uncertainties and perturbations. This new strategy is evaluated in simulations on an academic example

Predictive scheme for observer-based control of LTI systems with unknown disturbances

International audienceIn this work, it is shown that the results introduced in [1], that hold for full state measurement, can be extended to partial state measurement. In particular, it is proven that the combination of an observer with the new predictive scheme of [1] leads to a better disturbance attenuation than using the same observer with the standard predictive scheme. Finally, some simulations illustrate the results for constant and time-varying disturbances

New predictive scheme for the control of LTI systems with input delay and unknown disturbances

International audienceA new predictive scheme is proposed for the control of Linear Time Invariant (LTI) systems with a constant and known delay in the input and unknown disturbances. It has been achieved to include disturbances effect in the prediction even though there are completely unknown. The Artstein reduction is thenrevisited thanks to the computation of this new prediction. An extensive comparison with the standard scheme is presented throughout the article. It is proved that the new scheme leads to feedback controllers that are able to reject perfectly constant disturbances. For time-varying ones, a better attenuation is achieved for a wide range of perturbations and for both linear and nonlinear controllers. A criterion is given to characterize this class of perturbations. Finally, some simulations illustrate the results

Delay and state observer for SISO LTI systems

International audienceThis paper deals with the problem of state and delay estimation for SISO LTI systems, with unknown time-varying delay in the input. Thanks to an adequate approximation of the delayed input by the Taylor’s theorem, an original approach based on observer design is proposed in order to estimate both state and delay. This new technique allows the estimation of time-varying delay. The convergence of the observer is formally proved. The efficiency of the method is widely illustrated by simulations

Predictive control of disturbed systems with input delay: experimental validation on a DC motor

International audienceThis paper deals with the speed control of a DC motor with known input delay and unknown disturbances. A recent predictive technique is used in order to design two controllers that will be able to satisfactorily reject disturbances in spite of the time delay. A comparison between the Artstein reduction method and this new one is performed throughout the article. The control laws are validated first by simulation and then by a practical implementation. The paper presents the very first application of this new predictive method

Interconnected delay and state observer for nonlinear systems with time-varying input delay

International audienceThis work presents a general framework to estimate both state and delay thanks to two interconnected observers. This scheme can be applied to a large class of nonlinear systems with time-varying input delay. In order to illustrate this approach, a new delay observer based on an optimization technique is proposed. Theoretical results are illustrated and compared with existing works in simulation

Delay Estimation and Predictive Control of Uncertain Systems With Input Delay: Application to a DC Motor

International audienceIt is well-known that standard predictive techniques are not very robust to parameter uncertainties and to external disturbances. Furthermore, they require the exact knowledge of the delay. In practice, these constraints are rarely satisfied. In this paper, solutions are presented to allow the use of predictive control in presence of external disturbances, parameter uncertainties and an unknown input delay. First, a recent predictive control method developed to attenuate the effect of external disturbances is shown to be also robust to parameter uncertainties. In addition, a delay estimator is presented to estimate unknown time-varying delays. Theoretical results are widely illustrated through experimental tests on a DC motor

Solutions algébriques pour l’Analyse et le Contrôle des Systèmes Non Linéaires

LES OUTILS POUR L'ANALYSE ET LE CONTROLE DES SYSTEMES NON LINEAIRES ONT ETE PRINCIPALEMENT LA GEOMETRIE DIFFERENTIELLE DEPUIS LES ANNEES 80 ET L'ALGEBRE DIFFERENTIELLE DEPUIS 1985. UN FORMALISME COMPLEMENTAIRE EST APPARU AVEC L'APPROCHE ALGEBRIQUE PAR DI BENEDETTO ET COLL. EN 1989. CE MEMOIRE PRESENTE DES RESULTATS OBTENUS EN PRIVILEGIANT DELIBEREMENT CETTE APPROCHE AUSSI BIEN SUR LE PLAN DE L'ANALYSE QUE DU CONTROLE POUR DES SYSTEMES DE FORME STANDARD (KALMANIEN). CES RESULTATS MONTRENT QUE L'OUTIL ALGEBRIQUE EST BIEN ADAPTE POUR L'ETUDE DE L'INVERSION DES SYSTEMES ET LES PROBLEMES QUI EN DECOULENT: LINEARISATION, DECOUPLAGE AVEC COMPENSATEUR STATIQUE OU DYNAMIQUE. DES NOTIONS NOUVELLES SUR LA STRUCTURE DES SYSTEMES NON LINEAIRES SONT PRESENTEES DANS LE DEUXIEME CHAPITRE: ORDRES ESSENTIELS, LINEARISATION PARTIELLE ET LA NOTION D'INTERACTEUR. CELUI-CI PERMET DE RETROUVER LES INFORMATIONS STRUCTURELLES DES SYSTEMES NON LINEAIRES DONT CELLES QUI SONT PRESENTEES DANS CE MEMOIRE. LE TROISIEME CHAPITRE DONNE DES RESULTATS NOUVEAUX POUR DEUX TYPES DE PROBLEMES DE CONTROLE: A) LE DECOUPLAGE SOUS BOUCLAGE STATIQUE REGULIER OU NON (PROBLEME DE MORGAN), SOUS BOUCLAGE DYNAMIQUE PUR ET SOUS COMPENSATEUR DYNAMIQUE, B) LE PROBLEME DE L'EQUIVALENCE DE DEUX SYSTEMES. IL EST MONTRE QUE L'INTERACTEUR EST LA NOTION CLE POUR LA RESOLUTION DE L'ENSEMBLE DE CES PROBLEMES. DE PLUS, UN RESULTAT PARTIEL SUR LA STABILITE DES SYSTEMES DECOUPLES EST DONNE. LE BUT DE DERNIER CHAPITRE EST DE MONTRER QUE DES SOLUTIONS ALGEBRIQUES SONT DIRECTEMENT APPLICABLES AUX CONTROLES DES SYSTEMES NON LINEAIRES. LES PROCESSUS CHOISIS COUVRENT UN SPECTRE ASSEZ LARGE: LA COMMANDE D'UN ROBOT FLEXIBLE AVEC IMPLANTATION SUR SITE, LE CONTROLE D'UNE MACHINE ELECTRIQUE SYNCHRONE ET ENFIN LE GUIDAGE D'UN ENGIN SPATIAL. LA ROBUSTESSE EST OBTENUE EN UTILISANT LE PLUS SOUVENT UNE TECHNIQUE DITE DE MODES GLISSANTS, I.E. UNE LINEARISATION ENTREE/SORTIE ASSOCIEE A UNE COMMANDE DISCONTINUE STABILISANTE FONDEE SUR UNE FONCTION DE LYAPUNO

Linearization by generalized input-output injection

International audienc

Observation et commande de la machine asynchrone sans capteur mécanique

Ce travail s'inscrit principalement dans le domaine de l'observation et de la commande non linéaires pour la machine asynchrone sans capteur mécanique. La première partie est dédiée aux problèmes d'observabilité auxquels la machine asynchrone est confrontée. Nous avons établi que la machine asynchrone est inobservable lorsqu'elle fonctionne à très basse vitesse sans capteur mécanique. Dans cet objectif, deux benchmarks sont définis : "Benchmark Observateur sans capteur mécanique" et "Benchmark Commande sans capteur mécanique". Ces deux benchmarks permettent respectivement de tester les observateurs et les commandes de la machine asynchrone sans capteur mécanique sur des trajectoires difficiles liées notamment aux problèmes d'observabilité de cet actionneur à très basse vitesse. Dans une deuxième partie, la synthèse d'observateurs non linéaires (capteur logiciels) pour la machine asynchrone sans capteur mécanique est abordée. Ces observateurs permettent de remplacer l'information donnée par les capteur physiques en utilisant comme seules mesures les grandeurs électriques. La dernière partie est consacrée à la conception d'une loi de commande non linéaire pour la machine asynchrone. Cette loi de commande est associée à un observateur de vitesse pour réaliser une commande sans capteur mécanique de la machine asynchrone. Les différents observateurs ainsi que la loi de commande ont été testés et validés expérimentalement au moyen des deux benchmarks sur la plate-forme d'essai de machines électriques située à l'IRCCyN.NANTES-BU Sciences (441092104) / SudocNANTES-Ecole Centrale (441092306) / SudocSudocFranceF