Contribution à la synthèse et l'optimisation multi-objectif par essaims particulaires de lois de commande robuste RST de systèmes dynamiques PDF Download
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Book Description
Ces travaux de recherche portent sur la synthèse systématique et l'optimisation de correcteurs numériques à structure polynomiale RST par approches métaheuristiques. Les problèmes classiques de placement de pôles et de calibrage des fonctions de sensibilité de la boucle fermée RST sont formulés sous forme de problèmes d'optimisation multi-objectif sous contraintes pour lequel des algorithmes métaheuristiques de type NSGA-II, MODE, MOPSO et epsilon-MOPSO sont proposés et adaptés. Deux formulations du problème de synthèse RST ont été proposées. La première approche, formulée dans le domaine temporel, consiste à minimiser des indices de performance, de type ISE et MO, issus de la théorie de la commande optimale et liés essentiellement à la réponse indicielle du système corrigé. Ces critères sont optimisés sous des contraintes non analytiques définis par des gabarits temporels sur la dynamique de la boucle fermée. Dans la deuxième approche de synthèse RST, une formulation dans le domaine fréquentiel est retenue. La stratégie proposée consiste à définir et calculer une fonction de sensibilité de sortie désirée en satisfaisant des contraintes de robustesse de H∞. L'utilisation de parties fixes dans la fonction de sensibilité de sortie désirée assurera un placement partiel des pôles de la boucle fermée RST. L'inverse d'une telle fonction de sensibilité désirée définira le filtre de pondération H∞ associé. Un intérêt particulier est porté à l'approche d'optimisation par essaim particulière PSO pour la résolution des problèmes multi-objectif de commande reformulés. Un algorithme MOPSO à grille adaptative est proposé et puis perfectionné à base des concepts de l'epsilon-dominance. L'algorithme epsilon-MOPSO obtenu a montré, par comparaison avec les algorithmes MOPSO, NSGA-II et MODE, des performances supérieures en termes de diversité des solutions de Pareto et de rapidité en temps de convergence. Des métriques de type distance générationnelle, taux d'erreurs et espacement sont toutefois considérées pour l'analyse statistique des résultats de mise en œuvre obtenus. Une application à la commande en vitesse variable d'un moteur électrique DC est effectuée, également pour la commande en position d'un système de transmission flexible à charges variables. La mise en œuvre par simulations numériques sur les procédés considérés est également présentée dans le but de montrer la validité et l'efficacité de l'approche de commande optimale RST proposée.
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Ces travaux de recherche portent sur la synthèse systématique et l'optimisation de correcteurs numériques à structure polynomiale RST par approches métaheuristiques. Les problèmes classiques de placement de pôles et de calibrage des fonctions de sensibilité de la boucle fermée RST sont formulés sous forme de problèmes d'optimisation multi-objectif sous contraintes pour lequel des algorithmes métaheuristiques de type NSGA-II, MODE, MOPSO et epsilon-MOPSO sont proposés et adaptés. Deux formulations du problème de synthèse RST ont été proposées. La première approche, formulée dans le domaine temporel, consiste à minimiser des indices de performance, de type ISE et MO, issus de la théorie de la commande optimale et liés essentiellement à la réponse indicielle du système corrigé. Ces critères sont optimisés sous des contraintes non analytiques définis par des gabarits temporels sur la dynamique de la boucle fermée. Dans la deuxième approche de synthèse RST, une formulation dans le domaine fréquentiel est retenue. La stratégie proposée consiste à définir et calculer une fonction de sensibilité de sortie désirée en satisfaisant des contraintes de robustesse de H∞. L'utilisation de parties fixes dans la fonction de sensibilité de sortie désirée assurera un placement partiel des pôles de la boucle fermée RST. L'inverse d'une telle fonction de sensibilité désirée définira le filtre de pondération H∞ associé. Un intérêt particulier est porté à l'approche d'optimisation par essaim particulière PSO pour la résolution des problèmes multi-objectif de commande reformulés. Un algorithme MOPSO à grille adaptative est proposé et puis perfectionné à base des concepts de l'epsilon-dominance. L'algorithme epsilon-MOPSO obtenu a montré, par comparaison avec les algorithmes MOPSO, NSGA-II et MODE, des performances supérieures en termes de diversité des solutions de Pareto et de rapidité en temps de convergence. Des métriques de type distance générationnelle, taux d'erreurs et espacement sont toutefois considérées pour l'analyse statistique des résultats de mise en œuvre obtenus. Une application à la commande en vitesse variable d'un moteur électrique DC est effectuée, également pour la commande en position d'un système de transmission flexible à charges variables. La mise en œuvre par simulations numériques sur les procédés considérés est également présentée dans le but de montrer la validité et l'efficacité de l'approche de commande optimale RST proposée.
Author: Mohammed Salah Saadni Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 147
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Ce mémoire de thèse est consacré au développement des outils d'analyse et des techniques de calcul de lois de commande par retour d'état ou de sortie pour une classe de systèmes dynamiques à états retardés. Les modèles utilisés pour décrire les comportements des systèmes à retard sont des représentations d'états linéaires invariantes dans le temps et de dimension infinie. Les modèles considérés sont sujets à des incertitudes résultant d'approximations lors de la modélisation. Les techniques d'analyse et de commande proposées dans ce mémoire tiennent compte des incertitudes et sont dites alors robustes. L'analyse envisagée dans cette thèse a pour objectif de fournir des conditions sous forme d'inégalités linéaires matricielles dépendantes de la taille du retard afin de tester la stabilité de cette classe de systèmes avec ou sans incertitudes. Les techniques de calcul de lois de commande visent quant à elle à déterminer les correcteurs de type retour d'état ou de sortie pour assurer la stabilité de l'ensemble pour toutes les incertitudes admissibles. Les techniques d'analyse et de commande proposées dans cette thèse reposent sur la théorie de Lyapunov (le théorème de Lyapunov-Krasovskii ou le théorème de Lyapunov- Razumikhin), et sur la résolution de problèmes numériques souvent de type LMI.
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CE TRAVAIL PROPOSE UNE METHODOLOGIE DE SYNTHESE DE LOI DE COMMANDE ROBUSTE POUR LES SYSTEMES DYNAMIQUES PLATS. LA GENERATION DE TRAJECTOIRES DE REFERENCE DANS L'ESPACE D'ETAT EST SIMPLE A METTRE EN OEUVRE POUR UN SYSTEME PLAT CAR IL EXISTE UN PARAMETRAGE SIMPLE DE CES TRAJECTOIRES. CE PARAMETRAGE DEPEND DE L'ETAT ET D'UN NOMBRE FINI DES DERIVEES DE L'ENTREE. CEPENDANT CETTE DEMARCHE N'EST VALABLE QUE POUR UN MODELE, ET EN L'ABSENCE DE PERTURBATIONS. POUR UNE FAMILLE DE MODELES, ET EN PRESENCE DE PERTURBATIONS EXOGENES, LE SUIVI DE TRAJECTOIRE DEFINI A PARTIR DU MODELE NOMINAL EST GARANTI PAR UN REGULATEUR LINEAIRE SYNTHETISE PAR OPTIMISATION DE CRITERES. L'UTILISATION D'UN SCHEMA A DEUX DEGRES DE LIBERTE GENERIQUE PERMET DE POSER CLAIREMENT LE PROBLEME DE SYNTHESE EN SEPARANT LES OBJECTIFS DE POURSUITE NOMINALE ET LES OBJECTIFS DE REGULATION ET DE POURSUITE ROBUSTES. CETTE DEMARCHE EST ENSUITE APPLIQUEE A LA SYNTHESE D'UNE LOI DE COMMANDE ROBUSTE D'UNE MACHINE SYNCHRONE.
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Ce travail propose une méthodologie d'analyse et de synthèse de lois de commande robustes pour les systèmes dynamiques plats perturbés. Pour une famille de modèles perturbés, le suivi de trajectoire nominale déterminée à l'aide du concept de platitude, est garanti par un régulateur linéaire déterminé par optimisation de critères H[infini]. Cette synthèse et/ou analyse est basée dans un premier temps sur une famille de modèle LTI modélisant le comportement dynamique du procédé au voisinage de la trajectoire de référence. En vue d'une réduction du conservatisme une nouvelle méthodologie est ensuite proposée pour obtenir une modélisation LPV de la dynamique de l'écart de trajectoire. Cette démarche est appliquée à la synthèse d'une loi de commande robuste pour un procédé multivariable et non linéaire, puis à l'analyse d'une loi de commande de vol dans le cadre du groupe de Recherche Européen GARTEUR AG11.
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Les travaux pr sent s dans ce livre concernent la recherche de proc dures de synth se de processus complexes permettant l' laboration de lois de commande robustes, ainsi qu'une r duction de la complexit des r gulateurs synth tis s en vue d'une int gration pratique ais e, dans un environnement temps r el. Deux formalismes de commande robuste, savoir la synth se structur e H∞ ainsi que le r glage par logique floue, ont t trait s s par ment. Les probl mes de synth se consid r s ont t pr sent s sous la forme de probl mes d'optimisation, pouvant tre r solus par une technique d'Optimisation par Essaim Particulaire (OEP). Des comparaisons de l'approche propos e exploitant la technique d'OEP, avec la m thode des algorithmes g n tiques, ont t effectu es pour chaque cas d'application, et ce dans le but d'illustrer son efficacit . Afin d'illustrer l'efficacit de ces lois de commande robustes propos es base de l'approche d'OEP, diff rentes applications relatives deux bancs d'essais ont t envisag es, par simulation num rique, puis exp rimentalement.
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CETTE THESE CONCERNE LA ROBUSTESSE DES SYSTEMES NON LINEAIRES. ELLE PROPOSE DEUX METHODES DE SYNTHESE DE LOI DE COMMANDE ROBUSTE ET UNE METHODE D'ANALYSE DE LA ROBUSTESSE. ELLE COMPORTE TROIS PARTIES : LA PREMIERE PRESENTE UNE NOUVELLE FORMULATION DU PROBLEME D'ATTENUATION DES PERTURBATIONS. LA LOI DE COMMANDE EST CARACTERISEE PAR LA SOLUTION D'UNE EQUATION DE TYPE HAMILTON-JACOBI-ISSACS AVEC CONTRAINTES FINALES D'INEGALITE. LA METHODOLOGIE PROPOSEE UTILISE LES TECHNIQUES D'HORIZON GLISSANT. ELLE ABOUTIT A UNE LOI DE STABILISATION ROBUSTE PAR RETOUR D'ETAT DYNAMIQUE DISCONTINU. AFIN DE VALIDER CETTE METHODE, UNE APPROCHE NUMERIQUE POUR RESOUDRE L'EQUATION DE HJI EST DEVELOPPEE CONFORMEMENT A LA THEORIE PROPOSEE. LES IDEES INTUITIVES AINSI QUE L'EFFICACITE DU CALCUL NUMERIQUE ASSOCIE SONT ILLUSTREES PAR UN EXEMPLE DE PENDULE INVERSE SIMPLE ET UN EXEMPLE DE SATELLITE EN MODE DEFAILLANT. LA DEUXIEME PARTIE PROPOSE UN ALGORITHME DE RESOLUTION DU PROBLEME D'OPTIMISATION MIN-MAX. L'ALGORITHME EST MIS EN BOUCLE FERMEE DANS UN SCHEMA A HORIZON GLISSANT. LES SYSTEMES CONSIDERES NE SONT PAS NECESSAIREMENT AFFINES. LES CONTRAINTES SUR LA COMMANDE PEUVENT ETRE PRISES EN COMPTE, MEME SI CES CONTRAINTES DEPENDENT DE L'ETAT. L'APPROCHE PEUT TRAITER LES INCERTITUDES PARAMETRIQUES ET LES PERTURBATIONS NON STATIONNAIRES. DANS LE DOMAINE DES PROCEDES BATCH LA METHODE ABOUTIT A DES RESULTATS TRES INTERESSANTS. QUANT AU DOMAINE DE LA MACHINE ASYNCHRONE, LES RESULTATS OBTENUS, BIEN QU'ILS SOIENT PRELIMINAIRES, MONTRENT L'APPORT INEDIT DE CETTE METHODE, SURTOUT EN CE QUI CONCERNE LES QUESTIONS PRIMORDIALES DE LA ROBUSTESSE ET DU REJET D'HARMONIQUES. LA TROISIEME PARTIE ILLUSTRE L'APPLICATION DE LA THEORIE DU GAP METRIQUE A L'ANALYSE DE LA ROBUSTESSE DES SYSTEMES DYNAMIQUES. LE CONTEXTE DE LA COMMANDE$H-ISINFTY$EST CONSIDERE COMME EXEMPLE. L'ETUDE N'ABOUTIT PAS A UNE NOUVELLE CONCLUSION CONCERNANT LA COMMANDE$H-ISINFTY$, ELLE MONTRE, NEANMOINS, LE NOUVEL OUTIL D'ANALYSE DE LA ROBUSTESSE.
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Dans le cadre de l'optimisation multiobjectif, les métaheuristiques sont reconnues pour être des méthodes performantes mais elles ne rencontrent qu'un succès modéré dans le monde de l'industrie. Dans un milieu où seule la performance compte, l'aspect stochastique des métaheuristiques semble encore être un obstacle difficile à franchir pour les décisionnaires. Il est donc important que les chercheurs de la communauté portent un effort tout particulier sur la facilité de prise en main des algorithmes. Plus les algorithmes seront faciles d'accès pour les utilisateurs novices, plus l'utilisation de ceux-ci pourra se répandre. Parmi les améliorations possibles, la réduction du nombre de paramètres des algorithmes apparaît comme un enjeu majeur. En effet, les métaheuristiques sont fortement dépendantes de leur jeu de paramètres. Dans ce cadre se situe l'apport majeur de TRIBES, un algorithme mono-objectif d'Optimisation par Essaim Particulaire (OEP) qui fonctionne automatiquement,sans paramètres. Il a été mis au point par Maurice Clerc. En fait, le fonctionnement de l'OEP nécessite la manipulation de plusieurs paramètres. De ce fait, TRIBES évite l'effort de les régler (taille de l'essaim, vitesse maximale, facteur d'inertie, etc.).Nous proposons dans cette thèse une adaptation de TRIBES à l'optimisation multiobjectif. L'objectif est d'obtenir un algorithme d'optimisation par essaim particulaire multiobjectif sans paramètres de contrôle. Nous reprenons les principaux mécanismes de TRIBES auxquels sont ajoutés de nouveaux mécanismes destinés à traiter des problèmes multiobjectif. Après les expérimentations, nous avons constaté, que TRIBES-Multiobjectif est moins compétitif par rapport aux algorithmes de référence dans la littérature. Ceci peut être expliqué par la stagnation prématurée de l'essaim. Pour remédier à ces problèmes, nous avons proposé l'hybridation entre TRIBES-Multiobjectif et un algorithme de recherche locale, à savoir le recuit simulé et la recherche tabou. L'idée était d'améliorer la capacité d'exploitation deTRIBES-Multiobjectif. Nos algorithmes ont été finalement appliqués sur des problèmes de dimensionnement des transistors dans les circuits analogiques.
Author: Luis Fernando Brito Baptistella (auteur d'une thèse de sciences.) Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 197
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La méthode adoptée est composée de deux niveaux de calcul interactifs: au niveau inférieur (associé a l'analyse) sont considérées les contraintes structurales du problème et la formulation multicritères est transformée en un problème monocritère équivalent. On propose des techniques d'optimisation multi-niveaux ou de décomposition. On développe une méthode pour les systèmes dynamiques discrets avec retards et contraintes. On traite les cas boucle ouverte et boucle fermée. Le niveau supérieur (associe au decideur) doit fournir des informations sur les préferences dans le processus de decision. Pour surmonter les difficultés associées aux imprecisions et subjectivité des estimations des préférences, on propose quelques méthodes d'intéraction qualitatives et linguistiques, basées sur la théorie des sous-ensembles flous
Author: Dorothea Blostein Publisher: Springer ISBN: 9783662172940 Category : Computers Languages : en Pages : 370
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This book presents refereed and revised papers presented at GREC 2001, the 4th IAPR International Workshop on Graphics Recognition, which took place in Kingston, Ontario, Canada in September 2001. Graphics recognition is a branch of document image analysis that focuses on the recognition of two-dimensional notations such as engineering drawings, maps, mathematical notation, music notation, tables, and chemical structure diagrams. Due to the growing demand for both o?-line and on-line document recognition systems, the ?eld of graphics recognition has an excitingand promisingfuture. The GREC workshops provide an opportunity for researchers at all levels of experience to share insights into graphics recognition methods. The workshops enjoy strongparticipation from researchers in both industry and academia. They are sponsored by IAPR TC-10, the Technical Committee on Graphics Recog- tion within the International Association for Pattern Recognition. Edited v- umes from the previous three workshops in this series are available as Lecture Notes in Computer Science, Vols. 1072, 1389, and 1941. After the GREC 2001 workshop, authors were invited to submit enhanced versions of their papers for review. Every paper was evaluated by three reviewers. We are grateful to both authors and reviewers for their careful work during this review process. Many of the papers that appear in this volume were thoroughly revised and improved, in response to reviewers’ suggestions.
Author: Young-Bin Kwon Publisher: Springer ISBN: 9783642368233 Category : Computers Languages : en Pages : 0
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This book constitutes the thoroughly refereed post-conference proceedings of the 9th International Workshop on Graphics Recognition (GREC 2011), held in Seoul, Korea, September 15-16, 2011. The 25 revised full papers presented were carefully selected from numerous submissions. Graphics recognition is a subfield of document image analysis that deals with graphical entities in engineering drawings, sketches, maps, architectural plans, musical scores, mathematical notation, tables, and diagrams. Accordingly the conference papers are organized in 5 technical sessions, covering the topics such as map and ancient documents, symbol and logo recognition, sketch and drawings, performance evaluation and challenge processing.
Author: Riadh Madiouni
Author: Riadh Madiouni
Author: Mohammed Salah Saadni
Author: Franck Cazaurang
Author: Loi͏̈c Lavigne
Author: Bouallegue-M
Author: Iyad Balloul
Author: Nadia Smairi
Author: Luis Fernando Brito Baptistella (auteur d'une thèse de sciences.)
Author: Dorothea Blostein
Author: Young-Bin Kwon