Dans un environnement clinique, les systèmes de monitoring médical sont soumis à diverses sources de bruit qui conduisent à la détection d'informations non pertinentes voire erronées, et vont empêcher un diagnostic médical fiable. Pour répondre à ce problème, nous proposons d'intégrer un pilote d'algorithmes à un système de monitoring cardiaque. Grâce à l'analyse du bruit de ligne et du contexte pathologique (état du patient), le pilote modifie en ligne la chaîne de traitement pour ne baser le diagnostic médical que sur des informations fiables (non bruitées) et strictement nécessaires. Pour valider notre approche nous avons testé le système avec des signaux pathologiques bruités typiques de situations cliniques. Les résultats de ces tests montrent l'intérêt et la faisabilité d'une telle approche.

Intensive care is becoming increasingly complex. If mistakes are to be avoided, there is a need for the large amount of clinical data to be presented effectively to the medical staff. Although the most common approach is to present the data graphically, it has been shown that textual summarisation can lead to improved decision making. As the first step in the BabyTalk project, a prototype is being developed which will generate a textual summary of 45 minutes of continuous physiological signals and discrete events (e.g.: equipment settings and drug ad-ministration). Its architecture brings together techniques from the different areas of signal analysis, medical reasoning, and natural language generation. Although the current system is still being improved, it is powerful enough to generate meaningful texts containing the most relevant information. This prototype will be extended to summarize several hours of data and to include clinical interpretation.

Nous présenterons des résultats sur les observateurs et les invariances. Quand un système présente des symétries, il paraît raisonnable de construire des observateurs qui respectent ces symétries. Par exemple la dynamique du réacteur chimique exothermique ne dépend pas du choix des unités pour les concentrations (mol/l,kg/l..) Le système est invariant par chantement d'unités, et il n'y a pas de raison que l'observateur dépende lui des unités choisies. Nous avons un moyen de trouver systématiquement tous les observateurs invariants. L'équation d'erreur, si elle est bien posée, présente des propriétés intéressantes pour le design de l'observateur. Nous présenterons deux exemples pour illustrer la théorie : la voiture non-holonome et un autre exemple emprunté au domaine de la navigation inertielle. Dans les deux cas, l'équation d'erreur d'estimation est autonome, donc telle que la convergence de l'observateur est indépendante de la trajectoire.

L’exposé s’articule autour de l'application de la dérivation non entière en modélisation et en identification des systèmes dynamiques. L’analyse théorique et expérimentale d’une large catégorie de processus physiques tel que le bruit électronique, les réseaux de transport électrique, la viscoélasticité, l’électrochimique, les systèmes diffusifs ou les système caractérisés par des équations aux dérivées partielles dont les coefficients sont des fonctions exponentielles de la variable spatiale,…, etc., montre que le comportement fréquentiel de tels systèmes est caractérisé dans le plan de Bode par des pentes d’ordre non entier, et leur comportement temporel est régit par des équations différentielles à dérivée non entière. Ce type de processus est connu comme système d’ordre non entier ou système fractionnaire: il convient donc de savoir modéliser, approcher et simuler correctement de tels systèmes, dans le but de mieux les comprendre et les contrôler. Leur modélisation s'effectue à l'aide de dérivées fractionnaires (dérivée non entier), qui offrent notamment l'avantage d'une description synthétique avec un nombre restreint de paramètres. Plusieurs modèles et plusieurs méthodes ont été déjà proposés, notamment en France (Bordeaux, Poitiers, Toulouse). Un des problèmes majeur rencontré est la manipulation des matrices de données de dimension élevée qui conduit aux problèmes de singularité matricielle et par conséquence, au biais d’estimation dû aux erreurs de calculs. Pour pallier à ce problème, et dans le but de l’identification paramétrique des systèmes non stationnaires, l’utilisation des méthodes récursives s’avère nécessaire. L’apport principal de cet exposé est de présenter une méthode récursive basée sur l’extension de la méthode des moindres carrés à l’identification temporelle des paramètres d’un modèle à dérivée non entière.

The problem of disturbance rejection is commonly solved via dynamic programming technique or l_1 optimal control. An alternative is to use the invariant set approach, particularly the method of invariant ellipsoids. The dynamic system under consideration is supposed to be linear time-invariant and affected by unknown-but-bounded exogenous disturbances. The influence of these disturbances is measured by the size of invariant ellipsoids. The design of an optimal state-feedback controller that returns a minimum of the size of the corresponding invariant ellipsoid for the closed-loop system is reduced to LMI and onedimensional convex minimization. The problem is considered in continuous and discrete time cases.

La synthèse d'observateurs et de bouclages de sortie pour des systèmes de la forme suivante : \dot x = f(x,u), y=h(x) sont des problèmes difficiles pour lesquels il n'existe pas de solutions générales. L'approche que nous allons étudier est celle de l'approximation de dynamique et de la synthèse robuste. (Une partie de la dynamique du système est occultée lors de la synthèse du contrôleur ou de l'observateur) Dans cet optique, nous allons étendre la notion d'approximation homogène locale pour la rendre valide aussi à l'infini (approximation homogène dans la bi-limite). Dans un deuxième temps, nous allons adapter différents résultats obtenus à partir d'approximations homogènes locales (concernant la stabilité, la robustesse ainsi que la convergence en temps fini) au contexte de l'homogénéité dans la bi-limite. Enfin, nous allons introduire un nouvel outil de synthèse d'observateur ainsi que de bouclage de sortie exploitant l'homogénéité dans la bi-limite. Contact pour le séminaire : Mohamed.Bengaid@inrialpes.fr

Séminaire « modélisation & contrôle du trafic routier » Laboratoire d’Automatique de Grenoble B105 (ELESA), 1er étage ENSIEG Lundi 13/11/2006, 14h30 – 16h00 14h30 - 15h00 Denis Jacquet (LAG) Introduction aux problèmes de gestion intelligente du trafic péri-urbain. * outils de mesure, de surveillance et de contrôle du trafic * développements récents en Systèmes de Transport Intelligents * observations phenoménologiques du trafic * introduction aux modèles macroscopiques de trafic 15h00 - 16h00 Roberto Horowitz (UC Berkeley) Freeway Traffic Control at PATH. Seront présentés un ensemble de recherches conduites au sein du programme PATH (UC Berkeley) en modélisation, commande et estimation du trafic. Pour plus d'information: www.me.berkeley.edu/~horowitz et www.path.berkeley.edu.

Randomization is a powerful tool systematically utilized in various research areas, including computer science and numerical analysis. On the other hand, randomization appears only in a rather scattered fashion within systems and control. For example, simulation techniques are largely based on Monte Carlo methods, but these techniques are often used with the sole objective of testing a specific system's performance, and not for deriving results applicable to broad classes of systems. Recently, for systems with uncertainty, we have seen a first attempt to rigorously develop efficient randomized algorithms with the goal of reducing the complexity of feedback. In this context, worst-case uncertainty bounds provided by robust control are merged with probabilistic information. That is, a certain probability measure is associated to the structured uncertainty entering into the system. This is indeed useful for analyzing the interplay between worst-case and probabilistic methods. In this lecture, we will address these issues and study some specific problems, such as the computation of bounds on the number of required random systems to guarantee a given probabilistic level, the generation of iid random samples in various norm bonded sets, and the construction of the so-called probability degradation function. Finally, some specific applications will conclude the seminar. In particular, we will show the utility of randomization for studying UAV flight control problems.

Hybrid vehicle techniques have been widely studied recently because of their potential to significantly improve the fuel economy and drivability of future ground vehicles. Due to the dual-power-source nature of these vehicles, control strategies based on engineering intuition frequently fail to fully explore the potential of these advanced vehicles. This informal talk will present a procedure for the design of a near-optimal power management strategy. The design procedure starts by defining a cost function, such as minimizing a combination of fuel consumption and selected emission species over a driving cycle. Dynamic Programming (DP) is then utilized to find the optimal control actions including the gear-shifting sequence and the power split between the engine and motor while subject to a battery SOC-sustaining constraint. A stochastic reformulation of the dynamic programming approach will also be discussed.

This paper proposes a stochastic model for Operating Rooms (ORs) planning with two types of surgery demands: elective surgery and emergency surgery. Elective cases can be planned starting from an earliest date with a patient related cost depending on the surgery date. Emergency cases arrive randomly and have to be performed on the day of arrival. The planning problem consists in assigning elective cases to different periods over a planning horizon in order to minimize the sum of elective patients related costs and overtime costs of operating rooms. A new stochastic mathematical programming model is first proposed. We then propose a Monte Carlo optimization method combining Monte Carlo simulation and Mixed Integer Programming. The solution of this method is proved to converge to a real optimum as the computation budget increases. Numerical results show that important gain can be realized by using stochastic ORs planning model.

A nonlinear predictive control design based on an infinite-dimensional model is presented in order to regulate both water depth and water flow rate in a single reach of an open-channel hydraulic system. Thanks to variational calculus, a necessary optimality condition is given where the adjoint partial differential equations of Saint Venant equations are also derived. The resulting two-point boundary value problem is solved numerically by using both time and space discretizations and operator approximations based on nonlinear time-implicit finite differences. The practical effectiveness of the control design is demonstrated by a simulation example.

This talk presents an optimal control theory for nonlinear conservation laws generating irregular flows. The solution structure of conservation laws in the scalar and system cases is first presented, underlining the well-known difficulties in their analysis and simulation caused by the possible presence of discontinuities. The adjoint-based optimal control of conservation laws is then discussed for scalar equations with the introduction of a shock sensitivity directly obtained through distributional calculus. An extension to systems is introduced, with emphasis on the treatment of the boundary conditions. Applications to traffic control and monitoring will be used as a practical motivation with specific examples and simulations. One specificity of these systems is to have pointwise actuation.

The available information on a geophysical flow episode is heterogeneous in nature, quality and density. The prediction of the flow evolution requires to reconstruct at best its state at a given time. This is the data assimilation problem. We proposed to solve this problem optimal control methods which are nowadays widely used in operational centers. The variational analysis highlights an optimality system (O.S., Euler-Lagrange equation) that contains all the available information. If we want to estimate, for instance, the effet of observation errors on the prediction, it is necessary to compute this optimality system. We thus obtain a second order adjoint equation which appears to be a significant tool for the analysis and the algorithmics.

In this talk, we discuss the explicit modelling of power exchanges within a distributed parameters open thermodynamics system and through its boundary. The expression of the power balance suggests a natural definition of port-conjugated power variables as differential forms. The example of a multi-scale adsorption process will be discussed in some details. It provides a nice illustration of multi-scale modelling in transport phenomena. Moreover the discussed port-based approach leads to a model very similar to Hamiltonian models of more classical examples (beams, Maxwell equations, Saint-Venant equations, etc.) but rather unusual for diffusion process (since it is in some sense skew-symmetric). The interest of such a geometrical structure for simulation, analysis or control will be outlined.

This talk proposes a new state feedback scheme for the control of simulated moving beds with strongly nonlinear isotherms. The proposed scheme offers a unified framework enabling different performance criterions to be improved according to the active production constraints (achieving low cost, improving efficiency, respecting deadlines) that may unpredictably change during the production batch. The proposed scheme is illustrated through several examples showing the robustness of the closed-loop behavior against parameter uncertainties as well as its reactivity to changes in the active auxiliary criterion.

The Backstepping Method is a technique that allows explicit boundary control and observer design for parabolic integro-differential PDEs, allowing for time and space dependent coefficients. The controller or observer kernel can be obtained analytically or numerically through fast and efficient methods. The method will be briefly introduced and boundary control and observer design for the infinite 2-D channel flow will be presented. Also known as the Poiseuille flow, this problem is frequently cited as a paradigm for transition to turbulence. The explicit nature of the backstepping technique, which provides formulae for the controller and observer kernels valid for any Reynolds number, proves to be very advantageous since other available methods like optimal control require a discretization that poses computational problems. An application to unsteady channel flow will be presented, showing how to use backstepping to design a controller to change between different Poiseuille equilibria.

Contexte : Les liquéfacteurs d’hélium sont des ensembles complexes ou interviennent des compresseurs, des vannes de détente, des réchauffeurs, des pompes à vide. Ils sont munis de régulations locales, réglées indépendamment. Au service des basses températures du CEA–Grenoble, dans le cadre d’une campagne de tests des échangeurs du LHC, il a été constaté des oscillations fortes du niveau et de la température sur le bain superfluide à 1.8 °K de la station de liquéfaction. Une étude de modélisation de ce sous-ensemble a été conduite pour comprendre si les régulations locales pouvaient être la cause de ces oscillations. Nous présentons les hypothèses posées, l’approche de modélisation suivie, le traitement des données et la comparaison entre les résultats de modélisation et les données expérimentales. Le service des basses températures du CEA étant intéressé par une collaboration suivie avec le LAG sur des études de modélisation et contrôle- commande de liquéfacteurs, une discussion ouverte sur cette collaboration possible suivra la présentation.

We consider a kinematic model of N particles (agents) moving at constant speed in the plane and design feedback controls that stabilize particular collective motions. Starting from results that assume all-to-all communication, I will discuss how the results extend under various communication limitations. Joint work with Derek Paley and Naomi Leonard (Princeton University). -NECS workshop-

Information technology is being embedded into a growing range of physical systems linked together through communication networks, such as the Internet. Control plays an important role many real-time applications with networked sensors and actuators, but also as an enabling technology that enhance performance and robustness of the network itself. In this talk, we show how interactions between cascaded control loops in the communication system cause performance reduction when using the traditional transport control protocol (TCP) over wireless links. A split-connection scheme based on a hybrid control law is introduced. It is shown that the new control mechanism considerably improves user experience and link utilization of wireless Internet. The presented work is joint with students at KTH and Ericsson. -NECS workshop-

This paper investigates the closed-loop properties of the differential coding scheme known as Delta--Modulation (DM) when used in feedback loops within the context of linear systems controlled through some communication network. We propose a new modified scheme of the original form of the \DM algorithm which improves the closed-loop properties. The new coding structure explicitly uses information from the system model. Stability properties for both: the continuous-time and the discrete-time version of this new algorithm are assessed. The results shows that the stability domain and the resulting precision of the DM is limited by the position of the unstable poles of the system. Joint work with F. Rubio, J. Fornes, and F. Gomez-Estern Aguilar (Sevilla university, Spain) -NECS workshop-

This presentation is intended for non specialists. It will be based on some examples that illustrate the complexity of systems with delays, most of them dealing with remote or networked control. -NECS workshop-

The paper deals with the control, the observation and then, the implementation of a remote system (master and slave parts) through the internet network. This communication link introduces variable delays that have to be taken into account in the control-observation loop. For simplicity, here, the slave part is considered to be a linear, second order system. But, since is computing capacity is supposed to be light, the control complexity has to be in the master part. The global system must ensure speed performance whatever the delay variation. Such a performance is obtained by showing the robust, exponential stability property, which is proven by using adequate Lyapunov-Krasovskii functionals. This makes possible to compute the controller and observer gains by using LMI optimization. The proposed technical solution is based on a GPS system, which guarantees the master and slave clocks to be synchronized. Then, the control and measurements packets are sent together with time-stamps that allow for reconstructing a non-symmetric delay information. It means that master-to-slave and slave-to-master delays are separately reconstructed by the system (and not only the RTT, round-trip-time). The last part of the paper describes the concrete implementation of the global system. -NECS workshop-

On s’intéresse à une classe de systèmes régis par des équations aux dérivées partielles linéaires et dans lesquels les mesures et les contrôles sont distribués et en grand nombre. Les applications visées concernent principalement les matrices de microsystèmes. Dans de tels systèmes, la réalisation de contrôleurs optimaux semble impossible si leur calcul est effectué sur des architectures de calculateurs centralisés. Cela résulte des limitations d’une part en transmission d’information et d’autre part en puissance de calcul. On envisage d’utiliser des architectures de calculateurs quasi-décentralisés, c'est-à-dire de matrices de calculateurs très élémentaires interconnectés seulement entre voisins (par exemple les "Cellular Neural Networks"). Le problème que l’on rencontre est que les opérateurs de contrôle optimal sont par nature très non-locaux et donc ne se prêtent pas à être implantés sur ces architectures. Au cours de ce séminaire, on présentera d’abord la méthode d’approximation d’opérateurs au sens des hautes fréquences qui conduit à des approximations d’opérateurs de contrôle optimal adaptées à des architectures quasi-décentralisées. Son principal inconvénient est qu’elle ne concerne qu’une classe particulière de systèmes. Ensuite, nous présenterons des premiers résultats basés sur la représentation diffusive d’opérateurs qui s’avère également bien adaptée à la question que nous étudions et a le mérite d’être générale.

La santé en ligne est un domaine de la télémédecine qui vise à donner la possibilité à des patients fragilisés par l’âge, les maladies chroniques ou leurs handicaps, d’être pris en charge en dehors des structures hospitalières, en ambulatoire et en particuliers dans l’environnement affectif habituel de leur domicile. Dans ce cadre, des travaux sont menés depuis plusieurs années au laboratoire TIMC pour proposer des systèmes d’information adaptés qui captent des signaux auprès du patient, analysent ces informations pour en extraire des indicateurs de santé et de bien être, et permettent la circulation des informations au sein d’un réseau de soin. L’exposé présentera la problématique générale de ces travaux, les approches de fusion d’information employées pour déterminer le niveau d’activité de la personne, qui est un indicateur très pertinent de la santé, et les expérimentations en cours dans le cadre du projet national AILISA, piloté par le laboratoire TIMC.

La compression d'images vidéo est nécessaires lorsque le canal de transmission des images est à débit limité et/ou lorsqu'une partage optimal du réseau de communication est de mise. Dans le cas où l'image transmise est un élément d'une application temps réel ou un retard de transmission peut être fortement nuisible au niveau global de performance de l'application, un compromis entre la qualité de l'image transmise et la fréquence de rafraîchissement doit être soigneusement envisagé. Les résultats présentés ici sont le fruit d'un travail de recherche initialement destiné au rationnement de la taille des mots utilisés pour transmettre une mesure dans une application de commande à travers un réseau de communication à faible débit (voir [1]). La compression de données issue de [1] ne se justifiant que pour une masse d'information conséquente, nous nous sommes orientés vers la problématique de la transmission d'image avec compression. Le principe du codage proposé initialement dans [1] a été adapté et intégré dans un schéma global de compression usant d'un certain nombre d'astuce ad-hoc comme il est souvent le cas dans les solutions dédiées à ce problème. L'algorithme a été comparé au standard de compression H263; il a montré des résultats très encourageant sur toute une gamme de scénariis. Un des points forts de l'algorithme est sa compexité réduite approchant souvent (50%) de celle du H263 tout en étant au moins aussi performant en terme de rapport (Qualité/Débits) le critère de qualité utilisé est pour le moment le rapport signal sur bruit SNR. Un autre point fort de l'algorithme réside dans un degré de liberté supplémentaire qui semble être particulièrement adaptés aux nouveaux critères de qualité des images vidéo qui devrait remplacer le critère SNR dont les limites sont connues. Ce paramètre permettrait une optimisation de l'algorithme sur la base de ces nouveaux critères. [1] Alamir, M. and C. Commault. "A new equal partition measurement encoding scheme for Network Controlled Systems". NOLCOS 2004 Symposium on Nonlinear Control Systems. Stuttgart, Germany. (2004)

Les travaux de notre équipe reposent sur la modélisation biomécanique du système musculo-squelettique de l’homme en mouvement. Il s’agit généralement de résoudre des problèmes de redondance soit au niveau musculo-squelettique (nombre d’actionneurs supérieur au nombre des degrés de liberté (ddl)), soit au niveau de la formation des trajectoires segmentaires (nombre de ddl articulaires supérieur au nombre de ddl de la tâche). La modélisation biomécanique des mouvements pluri-articulés associée à l’optimisation statique ou dynamique, nous permet de résoudre des systèmes d’équations sur ou sous-déterminés associés aux problèmes étudiés. Une première application est d’estimer des variables non-directement mesurables (comme les efforts musculaires) cohérentes avec l’ensemble des mesures expérimentales (cinématique, cinétique, électromyographie) réalisées et nous permettre ainsi une meilleure description des coordinations musculaires à l’origine des mouvements observés. Une seconde approche repose sur la prédiction de trajectoires et permet d’apporter des éléments de réponse aux problèmes de contrôle du mouvement pour des tâches où le maintien de l’équilibre postural est prépondérant. Ce type de travaux trouve des applications dans les domaines de l’évaluation clinique, de la performance sportive et de la robotique. Mots Clés : modélisation biomécanique, optimisation, coordination inter-segmentaire,effort musculaire

L'objectif de cette présentation est d'abord, dans une première partie, de présenter ce que l'automatique peut apporter au traitement biologique de l'eau. Je montrerai les enjeux de la commande de ces procédés et les problèmes à resoudre. A partir de là, j'orienterai dans une seconde partie ma présentation sur le problème de l'observation des entrées inconnues. Je présenterai une stratégie d'observation consistant à transformer le problème d'estimation d'état à entrées inconnues en un problème d'optimisation des paramètres du modèle, basé sur l'utilisation de mesures simples à obtenir (concentration d'oxygène, potentiel d'oxydo-réduction). Je présenterai quelques résultats sur ce sujet, tant pour estimer la charge en ammonium en entrée d'une station que pour estimer la toxicité d'un déchet devant être amené à la station.

Control system education is currently exploiting the advantages of Internet and web technologies to develop distance learning paradigms. Remote user interaction with on-line experiments is one of the hottest topics today in distributed computing, web applications, and distance learning. In this talk, we will focus on the "Automatic Control Telelab" (ACT), a remote laboratory developed at University of Siena. The main target of this laboratory is to allow students to easily interact with a set of physical processes through the Internet. Students will be able to run experiments, change control parameters, and analyze the results remotely. The ACT allows the user to design his/her own controller by means of the Matlab/Simulink environment, and to test it on the actual plant through a user-friendly interface. The overall architecture of the ACT has been designed with the goal of simplifying the procedures to add new experiments.

Cet exposé a pour but une présentation simple des systèmes positifs. Les systèmes positifs sont essentiellement des systèmes qui à une entrée positive associent une sortie positive. On insistera principalement sur les difficultés nouvelles introduites par la contrainte de positivité et sur les outils qui permettent, dans une certaine mesure, d’y faire face. Plan de la présentation: • C’est quoi ? • Des exemples • Des difficultés nouvelles • Caractérisation • Les points de vue état et entrée-sortie • L’atteignabilité

Dans ce travail, un algorithme dédié à la recherche d'une commande optimale pour une classe de systèmes hybrides non linéaires est proposé et validé à travers quelques exemples. Cette classe ne contient pas de sauts autonomes, seuls des sauts forcés et libres sont considérés. Cependant, a la lumiere de la présentation, la possibilité de d'extension au cas des systemes hybrides plus generaux pourra être appréciée. L'algorithme appartient à la classe des algorithmes a variations fortes initiés par Gamkrelidze. Il est en particulier clairement montré que la complexité de l'algorithme est essentiellement dépendante de la dimension du vecteur de commande et non du vecteur d'état. D'autre part, contrairement à la plupart des algorithmes existant pour résoudre le même problème, l'algorithme ne suppose pas le nombre de commutations comme une donnée a-priori. Des résultats de convergence sont donnés et quelques exemples de simulation permettront d'apprécier la puissance de la méthode proposée.

La correcte administration d’eau dans l’agriculture est un problème prioritaire dans beaucoup de pays. C’est pourquoi, l’automatisation efficiente de canaux d’irrigation est un sujet de recherche d’actualité: Dans ce séminaire, on parlera de deux approches de commande qu’ont été testées en temps réel sur un canal de laboratoire mexicain: on discutera la méthodologie utilisée pour déterminer un modèle simple pour le design de la loi de commande; la façon employée pour modéliser les effets des perturbations sur le canal ( prises d’eau des utilisateurs, variations du débit d’entrée); description de lois de commande employées (LQG et Banc de LQG commutés par logique flou fonctionnelle ); discussion de résultats obtenus en temps réel.

Dans cet exposé, une introduction générale sur les dispositifs FACTS (Flexible A C Transmission Systems) qui sont installés sur les systèmes de puissance sera présentée. L’objectif de cette étude consiste à déterminer des modèles qui permettent de caractérise leur fonctionnent et leur intégration dans le réseau, à fin de augmenter la commande et la stabilité du réseau. Les cas d’une machine connecté à une barre infinité et d’un système de puissance multi machine seront considérés

L'approche ensembliste, reposant sur l'analyse par intervalles, permet de très facilement prendre en compte l'imprécision d'un modèle en représentant les incertitudes paramétriques sous la forme de variables bornées, c'est à dire de variables inconnues pouvant fluctuer dans le temps sur un support qui lui en revanche est connu. Dans ce contexte incertain, l'estimation paramétrique consiste à déterminer ce support en recherchant les valeurs des paramètres pour lesquelles le modèle parvient à expliquer au mieux, au sens d'un critère choisi, l'ensemble des observations disponibles. Dans le cadre de cet exposé, une classe de modèles linéaires par rapport aux paramètres est considérée, sachant que l'erreur d'équation est bornée tandis que les paramètres fluctuent à l'intérieur d'un zonotope invariant. L'objectif de la méthode de caractérisation proposée consiste alors à déterminer les caractéristiques de ce zonotope (centre, forme, taille).

Dans cet exposé le placement de pôles est présenté comme une procédure de synthèse de régulateurs SISO performantes et robustes. Les résultats obtenus avec cette approche sont entièrement comparables avec des résultats obtenus par des méthodologies plus élaborées basées sur l’analyse fréquentielle du problème de la commande (comme H-infinie ou optimisation convexe). D’avantage la procédure de synthèse est simple, transparent et facilement applicable. La méthodologie est illustrée sur deux exemples - modèle du bras flexible (complexité moyenne) et modèle de la suspension active (grande complexité).

The paper addresses the problem of global stabilization of nonlinear systems by output. It is shown that introduction of dynamical extension of the controller with the objective to render the closed loop system in the form to satisfy conditions of the Circle criterion leads to solvability of Bilinear Martix Inequalities, that might seen intractable even in simple examples. It is shown how to circumvent this computational difficulties (BLMI are, in general, not convex) via the idea of a separation principle. As an example, the stabilization of the Moore-Greitzer compressor model is discussed.

Le séminaire présente une nouvelle méthodologie pour la synthèse de régulateurs linéaires robustes multivariables. La méthodologie étend une approche existée monovariable. Elle est basée sur la paramétrisation de Youla-Kucera, sur le placement de pôles et sur le calibrage de fonctions de sensibilité par optimisation convexe. L'approche développée est appliquée sur un exemple et les résultats sont comparés avec le régulateur H-infinie.

L'exposé présente une méthodologie pour la réjet adaptatif de perturbations inconnues sans faire appel à un capteur suplémentaire pour la mesure d'une image de la perturbation. La méthodologie s'inspire du Principe du Modèle Interne complété par des techniques d'adaptation. Deux techniques d'adaptation sont examinées: 1) approche indirecte (identification du modèle de la perturbation et recalcul du régulateur). 2) approche directe (adaptation directe du modèle interne du régulateur). La supériorité de l'approche directe est mise en évidence par une étude expérimentale comparative effectuée sur une suspension active dans le cas de la rejection des vibrations de type bande étroite variables dans le temps. Une application en biotechnologies sera mentionnée. L'exposé se veut très didactique. De ce fait il devrait être accessible à tous les doctorants et étudiants de DEA Une démo pourrait être prévue au batiment E apres l'exposé. Les transparents en anglais ( How to reject unknown disturbances using feedback adaptice control. Application to active vibraion control) sont disponibles sur le site : http://www-lag.ensieg.inpg.fr/landau/bookIC/index_FR_Transparents_Tutorials.htm

L’observation au moyen de télescopes terrestres est perturbée par l’inhomogénéité thermique de l’atmosphère ce qui introduit des déformations sur les ondes mesurées. L’objectif de l’optique adaptative est de compenser (dans l’idéal, de supprimer) l’effet de ces turbulences atmosphériques sur la mesure en modifiant la surface théoriquement plane (ou sphérique) du miroir du télescope. Dans cet exposé, nous présenterons un travail préliminaire au cas simplifié à une dimension. Ce travail consiste en un observateur à horizon glissant qui permet une prédiction des effets des turbulences atmosphériques à partir de la mesure des déphasages à la surface du télescope. Ce prédicteur permet d’obtenir une amélioration par rapport à l’absence de prédicteur ou par rapport à l’utilisation d’un prédicteur à un pas.

The parametric stability margin is a typical measure of the robustness of feedback control systems subject to parametric plant uncertainty. In this context, the stability margin maximization (SMM) problem represents a relevant issue. We consider the problem of restricted complexity stability margin maximization (RCSMM) for single-input single-output (SISO) plants affected by rank one real perturbations. This problem amounts to maximizing the l_2 parametric stability margin over an assigned class of restricted complexity controllers, which are described by rational transfer functions of fixed order with coefficients depending affinely on some free parameters. It is shown that the RCSMM problem, which in general admits local maxima, can be approached by means of convex optimization techniques. Specifically, an optimization procedure, which requires at each step the computation of a rational function via polynomial factorization and an LMI feasibility problem, is presented.

In this presentation a simple methods to design full and reduced-order Proportional Integral (PI) observer for Unknown Inputs (UI) descriptor systems are proposed. Sufficient conditions for the existence of the observer are given and proved. The observer is solvable by any pole placement algorithm, it gives a posteriori robustness state and UI estimation face to time varying parameters and bounded nonlinear UI. An illustrative example is included. Article à paraître dans IEEE TAC nov 2002.

The presentation will introduce a general method for fault diagnosis in complex dynamic systems, which takes advantage of the results on analytical redundancy methods from the Automatic Control community and on logical reasoning from the Artificial Intelligence community. The proposed method tackles both the problem of diagnosing complex dynamic systems with models of normal and abnormal behavior and the problem of providing logically rigorous diagnosis. Two different isolation methods, which analyze symptoms provided by observer-based and signal-based detection algorithms will be compared using a two water tank system: one method is based on signature tables and the other one is based on a logical approach. Other simple but not trivial diagnostic analyses will be also presented.

Recent stabilization paradigms where oscillations are being introduced in the feedback loop have created a need for stability results for time-varying dynamical systems. We have developed a new proof technique to derive such stability results. This proof technique differs significantly from the more traditional Lyapunov approach. Our approach can be summarized by the following general principle: It is possible to prove stability properties of a dynamical system based upon an approximate analysis of its trajectories, even if this approximation is only valid on finite time intervals. The approximation results for trajectories, upon which our theory builds, are available in the literature on asymptotic methods. These methods apply when the dynamics involve different time scales (fast time-varing systems, highly oscillatory systems, fast unmodeled dynamics, ...) Applications of our approach include path tracking for nonholonomic robots, stabilization of linear systems with periodic output feedback, stabilization of nonlinear cascade systems, and stabilization with pulse width modulated (PWM) control. The mathematical models that we consider include ordinary and delay differential equations with or without disturbances.

Le type de “convertisseur” considéré est un actionneur électrique de puissance destiné à délivrer à une charge (moteur, réseau,…) une tension triphasée d'amplitude commandable à partir d'une source continue. Cet organe est constitué d'interrupteurs, est la tension ne peut prendre que des valeurs dans un ensemble discret (0 et VDC pour le cas “2 niveaux”). Le convertisseur considéré, multicellulaire, permet de délivrer des niveaux de tension multiples grâce à une structure comportant des condensateurs et un plus grand nombre d'interrupteurs. Une conséquence majeure de l'emploi d'un tel actionneur est que le problème du contrôle de la charge (qui est l'objectif utile) se double de celui du contrôle de la tension des condensateurs internes du convertisseur. La commande de tels systèmes en régime quasi permanent et en grands transitoire, sous contrainte de fréquence de commutation, a notamment fait l'objet de la thèse de A. Donzel. Le problème présenté dans l'exposé est plus intrinsèquement transitoire : c'est celui du démarrage du convertisseur, c'est à dire de sa commande pendant la montée de la tension source de zéro à sa valeur nominale. Il s'agit d'amener les condensateurs internes du convertisseur à leur propre tension nominale en respectant les contraintes de fréquence de commutation, de tension admissible aux bornes des condensateurs. La commande doit être assurée sans perturber la charge, et avec mesure des seuls courants et tension de sortie. Les repères sont les suivants : - Une approche directe par commande optimale contrainte conduit à un problème non convexe à combinatoire trop explosive (~2600). - On fait apparaître un pseudo-régime permanent. Une modulation spécifique (pas du tout classique) permet alors de poser le problème comme un problème (multivariable) continu en temps discret, avec observateur. Les variables de commande sont les temps d'application des configurations d'interrupteurs. - La modulation précédente, trouvée empiriquement, est-elle unique ? Non ! Une analyse de l'ensemble des 2568 modulations possibles (!), a montré que 4600 sont admissibles (c'est une étude quasi “zoologique”). - Des critères de qualité sont alors ajoutés pour optimiser la solution dans l'ensemble restreint précédent (on ne tombe pas loin de la solution trouvée empiriquement…) - Une simulation valide la démarche et donne une indication sur la robustesse de l'approche. Le problème initial a ainsi été décomposé en un problème majoritairement combinatoire traité hors ligne et un problème continu en temps discret qui permet une synthèse “classique” de la commande proprement dite. Cette étude fait l'objet d'une communication à CLCA-IFAC, Guadalajara, déc. 2002.

L’objet de cet exposé est de présenter mes thématiques de recherche passées, actuelles et futures… Mes thèmes de recherche concernent essentiellement les systèmes de production et plus spécifiquement l’aspect optimisation. Je m’intéresse essentiellement à trois domaines l’ordonnancement de la production avec des contraintes spécifiques telles que la prise en compte de périodes de maintenance préventive ou de moyens de manutention, la configuration d’atelier et la découpe. Durant cet exposé, nous nous attacherons à décrire les problèmes étudiés, les solutions proposées, les résultats obtenus et les perspectives de recherche.