Nonlinear discrete-time systems with delayed control: a reduction

In this work, the notion of reduction is introduced for discrete-time nonlinear input-delayed systems. The retarded dynamics is reduced to a new system which is free of delays and equivalent (in terms of stabilizability) to the original one. Different stabilizing strategies are proposed over the reduced model. Connections with existing predictor-based methods are discussed. The methodology is also worked out over particular classes of time-delay systems as sampled-data dynamics affected by an entire input delay

Sur la gestion échantillonnée de l'énergie d'un système - pile à combustible-super condensateurs

International audienceIl s'agit d'illustrer les performances d'une commande non lin eaire echantillonn ee pour la gestion de l' energie d'un syst eme compos e d'une pile a combustible associ ee a un super condensateur - P aC-SC. L'objectif est de piloter l' echange energ etique entre les deux sources pour solliciter dans un premier temps le super condensateur et dans un deuxi eme temps la pile. Deux strat egies non lin eaires sont etudi ees. Une premi ere approche fait r ef erence a la m ethode de fa connement de l' energie et utilise une conception de type Lyapunov reposant sur la notion de passivit e. La deuxi eme exploite la structure a deux echelles de temps des deux sources de courant (pile et super condensateur) et propose une strat egie aux perturbations singuli eres. Les param etres choisis sont ceux d'un banc d'essai exp erimental en pr evision de l'implantation. Les r esultats sont compar es aux performances d'un sch ema continu dit id eal et a une implantation classique en termes de bloqueur d'ordre z ero

IDA-PBC for LTI dynamics under input delays: a reduction approach

In this paper, the problem of stabilizing linear port-controlled Hamiltonian dynamics through interconnection and damping assignment in presence of input delays is considered. The contribution exploits the reduction approach allowing to reveal and shape the energy properties of the time-delay dynamics. Performances are illustrated on a simple mechanical system

A Passivity-Based Controller Under low sampling for speed control of PMSM

LGEP 2014 ID = 1517International audienceController performances are strongly limited by the switching frequency of the converter and the computa- tional capacity of the target board. The refore, in such a context the design of controllers that provide good performances Under possible large sampling period length is necessary. To tackle these limitations, a digital design is described for speed control of permanent magnet synchronous machines. It is based on the interconnection and the damping assignment passivity-based contro l(IDA-PBC) techniques extensions to the sampled-data context

Développement d'outils de calcul et de logiciels pour la réalisation et l'implantation de stratégies de commande non linéaires échantillonnées

Cette thèse concerne la conception de commandes échantillonnées pour les systèmes non-linéaires en temps continu. Les systèmes échantillonnés sont des éléments inhérents aux systèmes contrôlés par ordinateur, les systèmes hybrides ou les systèmes embarqués. La conception et le calcul des contrôleurs numériques appropriés sont des taches difficiles car ils contiennent des composants à la fois continu et en temps discret. Ce travail s'inscrit dans une activité de recherche menée par S. Monaco et D. Normand-Cyrot dans le domaine des systèmes échantillonnés non-linéaires. L'idée de base est de concevoir des contrôleurs digitaux qui permettent de récupérer certaines propriétés en temps continu qui sont généralement dégradées par l'échantillonnage. Tel est le cas de l'émulation lorsque les contrôleurs en temps continu sont mis en ouvre en utilisant des bloqueurs d'ordre zéro. Cette thèse apporte des contributions dans trois directions complémentaires. La première concerne les développements théoriques: une nouvelle conception de type backstepping digital" est proposée pour les systèmes en forme strict-feedback". Cette méthode est comparée à d'autres stratégies proposées dans la littérature. La deuxième contribution est le développement d'un logiciel pour la synthèse des contrôleurs et d'une boîte à outils" pour simuler (en Matlab) les systèmes échantillonnés non-linéaires et leurs contrôleurs. Cette boîte à outils inclut plusieurs algorithmes pour la synthèse de contrôleurs échantillonnés tels que: commande de type multi-échelle, reproduction entrée-sortie/Lyapunov, backstepping digital, etc. La troisième contribution concerne plusieurs études de cas menées pour mettre en évidence les performances des contrôleurs échantillonnés, calculés avec l'aide du logiciel. Des résultats expérimentaux et des simulations sont décrits pour divers exemples réels dans les domaines électriques et mécaniques.This thesis is concerned with the sampled-data control of non-linear continuous-time systems. Sampled-data systems are present in all computer controlled, hybrid or embedded systems. The design and computation of suitable digital controllers represent unavoidable tasks since both continuous and discrete-time components interact. The basic framework of this work takes part of a wide research activity performed by S. Monaco and D. Normand-Cyrot regarding non-linear sampled-data systems. The underlying idea is to design digital controllers that recover certain continuous-time properties that are usually degraded through sampling as it is the case when continuous-time controllers are implemented by means of zero-order holder devices (emulated control). This thesis brings contributions into three different directions. The first one regards theoretical developments: a new digital backstepping-like strategy design for strict-feedback systems is proposed. This method is compared with other strategies proposed in the literature. The second contribution is the development of a control designer and of a simulation toolbox (in Matlab) for non-linear sampled-data systems. This toolbox includes different digital design strategies such as: multi-rate control, input-output/Lyapunov matching, digital backstepping design, etc. The third contribution concerns several case studies conducted to highlight the performances of the sampled-data controller designs, computed by the means of the software toolbox. Experimental and simulation results are described for various real examples especially in the area of electrical and mechanical processes.PARIS11-SCD-Bib. électronique (914719901) / SudocSudocFranceF

Interview de Dennis S. Bernstein Editor in Chief, People in Control

Interview dans IEEE Control Systems Magazin

Digital stabilization of strict feedback dynamics through immersion and invariance

International audienceThis paper deals with the extension to sampled-data stabilization of strict feedback dynamics of the Immersion and Invariance procedure proposed in Astolfi and Ortega [2003]. A direct digital approach is developed in two steps: first the target dynamics and immersion mapping are defined for the equivalent discrete-time model; then the control law is built to drive the dynamics towards the invariant manifold. A simulated example illustrates the performances

A Computer Aided Software for Nonlinear Digital Control

ISBN: 978-0-7695-4630-8International audienceThe aim of this paper is to provide a basic software tool involved in the design and the computation of nonlinear digital control schemes. The complete software SimNLSys will include different modules associated with each control scheme, aimed with respective objectives such as stabilization, damping, output matching or optimality, to quote a few. The software module presented here also encompasses the goal of computing solutions to nonlinear ODE's describing input-affine dynamics. The underlying methodologies propose challenging nonlinear sampled-data control strategies described in terms of Lie series expansions and computable through formal series calculus. The goal is to reach a friendly graphical user interface, to promote the practical efficiency of such strategies. For this, SymNLSys is built using the symbolic Matlab toolbox and the resulting mathematical control law expressions can be implemented directly on experimental plants. The paper describes the used differential geometric methods and discusses the implementation and limitations of the symbolic and numerical algorithms. Also some results obtained via this software are provided

Bilan d'activités de la division Systèmes

Ce document rend compte des activités de recherche et des résultats obtenus par la division Systèmes pendant la période 2008-201