Modélisation et commande des robots : nouvelles approches basées sur les modèles Takagi-Sugeno (Document en Français)
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Modalités de diffusion de la thèse :
Modalités de diffusion de la thèse :
Auteur : Allouche Benyamine
Date de soutenance : 15-09-2016
Directeur(s) de thèse : Vermeiren Laurent
- Dambrine Michel
- Dequidt Antoine
Président du jury : Plestan Franck
Membres du jury : Vermeiren Laurent
- Dambrine Michel
- Dequidt Antoine
- Bouri Mohamed
- Chemori Ahmed
- El Hajjaji Ahmed
- M'Sirdi Kouider Nacer
- Cau Julien
Rapporteurs : El Hajjaji Ahmed
- M'Sirdi Kouider Nacer
Laboratoire : Laboratoire d'Automatique, de Mécanique et d'Informatique Industrielles et Humaines - LAMIH
Ecole doctorale : Sciences pour l'ingénieur (SPI)
Allouche, Benyamine
Nom
Allouche
Prénom
Benyamine
Nationalité
DZ
Date de soutenance : 15-09-2016
Directeur(s) de thèse : Vermeiren Laurent
Vermeiren, Laurent
Nom
Vermeiren
Prénom
Laurent
Dambrine, Michel
Nom
Dambrine
Prénom
Michel
Dequidt, Antoine
Nom
Dequidt
Prénom
Antoine
Président du jury : Plestan Franck
Plestan, Franck
Nom
Plestan
Prénom
Franck
Membres du jury : Vermeiren Laurent
Vermeiren, Laurent
Nom
Vermeiren
Prénom
Laurent
Dambrine, Michel
Nom
Dambrine
Prénom
Michel
Dequidt, Antoine
Nom
Dequidt
Prénom
Antoine
Bouri, Mohamed
Nom
Bouri
Prénom
Mohamed
Chemori, Ahmed
Nom
Chemori
Prénom
Ahmed
El Hajjaji, Ahmed
Nom
El Hajjaji
Prénom
Ahmed
M'Sirdi, Kouider Nacer
Nom
M'Sirdi
Prénom
Kouider Nacer
Cau, Julien
Nom
Cau
Prénom
Julien
Rapporteurs : El Hajjaji Ahmed
El Hajjaji, Ahmed
Nom
El Hajjaji
Prénom
Ahmed
M'Sirdi, Kouider Nacer
Nom
M'Sirdi
Prénom
Kouider Nacer
Laboratoire : Laboratoire d'Automatique, de Mécanique et d'Informatique Industrielles et Humaines - LAMIH
Ecole doctorale : Sciences pour l'ingénieur (SPI)
Discipline : Automatique. Automatique, génie informatique
Classification : Sciences de l'ingénieur
Mots-clés : Robot mobile à deux rouesPassage assis-deboutManipulateur parallèleForme descripteurApproche TSLMITS robusteMultiplicateurs de LagrangeEquation algébro-différentielleCoordonnées naturelles.
Commande, Théorie de la -- Thèses et écrits académiquesRobots -- Systèmes de commande -- Thèses et écrits académiquesRobots mobiles -- Thèses et écrits académiquesInégalités matricielles linéaires -- Thèses et écrits académiques
Résumé : Chaque année, plus de 5 millions de personne à travers le monde deviennent hémiplégiques suite à un accident vasculaire cérébral. Ce soudain déficit neurologique conduit bien souvent à une perte partielle ou totale de la station debout et/ou à la perte de la capacité de déambulation. Dans l’optique de proposer de nouvelles solutions d’assistance situées entre le fauteuil roulant et le déambulateur, cette thèse s’inscrit dans le cadre du projet ANR TECSAN VHIPOD « véhicule individuel de transport en station debout auto-équilibrée pour personnes handicapées avec aide à la verticalisation ». Dans ce contexte, ces travaux de recherche apportent des éléments de réponse à deux problématiques fondamentales du projet : l’assistance au passage assis-debout (PAD) des personnes hémiplégiques et le déplacement à l’aide d’un véhicule auto-équilibré à deux roues. Ces problématiques sont abordées du point de vue de la robotique avec comme question centrale : peut-on utiliser l’approche Takagi-Sugeno (TS) pour la synthèse d’une commande ? Dans un premier temps, la problématique de mobilité des personnes handicapées a été traitée sur la base d’une solution de type gyropode. Des lois de commande basées sur les approches TS standard et descripteur ont été proposées afin d’étudier la stabilisation des gyropodes dans des situations particulières telles que le déplacement sur un terrain en pente ou le franchissement de petites marches. Les résultats obtenus ont non seulement permis d’aboutir à un concept potentiellement capable de franchir des obstacles, mais ils ont également permis de souligner la principale difficulté liée à l’applicabilité de l’approche TS en raison du conservatisme des conditions LMIs (inégalités matricielles linéaires). Dans un second temps, un banc d’assistance au PAD à architecture parallèle a été conçu. Ce type de manipulateur constitué de multiples boucles cinématiques présente un modèle dynamique très complexe (habituellement donné sous forme d’équations différentielles ordinaires). L’application de lois de commande basées sur l’approche TS est souvent vouée à l’échec compte tenu du grand nombre de non-linéarités dans le modèle. Afin de remédier à ce problème, une nouvelle approche de modélisation a été proposée. À partir d’un jeu de coordonnées bien particulier, le principe des puissances virtuelles est utilisé pour générer un modèle dynamique sous forme d’équations algébro-différentielles (DAEs). Cette approche permet d’aboutir à un modèle quasi-LPV où les seuls paramètres variants représentent les multiplicateurs de Lagrange issus de la modélisation DAE. Les résultats obtenus ont été validés en simulation sur un robot parallèle à 2 degrés de liberté (ddl) puis sur un robot parallèle à 3 ddl développé pour l’assistance au PAD.
Classification : Sciences de l'ingénieur
Mots-clés : Robot mobile à deux rouesPassage assis-deboutManipulateur parallèleForme descripteurApproche TSLMITS robusteMultiplicateurs de LagrangeEquation algébro-différentielleCoordonnées naturelles.
Commande, Théorie de la -- Thèses et écrits académiquesRobots -- Systèmes de commande -- Thèses et écrits académiquesRobots mobiles -- Thèses et écrits académiquesInégalités matricielles linéaires -- Thèses et écrits académiques
Résumé : Chaque année, plus de 5 millions de personne à travers le monde deviennent hémiplégiques suite à un accident vasculaire cérébral. Ce soudain déficit neurologique conduit bien souvent à une perte partielle ou totale de la station debout et/ou à la perte de la capacité de déambulation. Dans l’optique de proposer de nouvelles solutions d’assistance situées entre le fauteuil roulant et le déambulateur, cette thèse s’inscrit dans le cadre du projet ANR TECSAN VHIPOD « véhicule individuel de transport en station debout auto-équilibrée pour personnes handicapées avec aide à la verticalisation ». Dans ce contexte, ces travaux de recherche apportent des éléments de réponse à deux problématiques fondamentales du projet : l’assistance au passage assis-debout (PAD) des personnes hémiplégiques et le déplacement à l’aide d’un véhicule auto-équilibré à deux roues. Ces problématiques sont abordées du point de vue de la robotique avec comme question centrale : peut-on utiliser l’approche Takagi-Sugeno (TS) pour la synthèse d’une commande ? Dans un premier temps, la problématique de mobilité des personnes handicapées a été traitée sur la base d’une solution de type gyropode. Des lois de commande basées sur les approches TS standard et descripteur ont été proposées afin d’étudier la stabilisation des gyropodes dans des situations particulières telles que le déplacement sur un terrain en pente ou le franchissement de petites marches. Les résultats obtenus ont non seulement permis d’aboutir à un concept potentiellement capable de franchir des obstacles, mais ils ont également permis de souligner la principale difficulté liée à l’applicabilité de l’approche TS en raison du conservatisme des conditions LMIs (inégalités matricielles linéaires). Dans un second temps, un banc d’assistance au PAD à architecture parallèle a été conçu. Ce type de manipulateur constitué de multiples boucles cinématiques présente un modèle dynamique très complexe (habituellement donné sous forme d’équations différentielles ordinaires). L’application de lois de commande basées sur l’approche TS est souvent vouée à l’échec compte tenu du grand nombre de non-linéarités dans le modèle. Afin de remédier à ce problème, une nouvelle approche de modélisation a été proposée. À partir d’un jeu de coordonnées bien particulier, le principe des puissances virtuelles est utilisé pour générer un modèle dynamique sous forme d’équations algébro-différentielles (DAEs). Cette approche permet d’aboutir à un modèle quasi-LPV où les seuls paramètres variants représentent les multiplicateurs de Lagrange issus de la modélisation DAE. Les résultats obtenus ont été validés en simulation sur un robot parallèle à 2 degrés de liberté (ddl) puis sur un robot parallèle à 3 ddl développé pour l’assistance au PAD.
Type de contenu : Texte
Format : PDF
Format : PDF
Identifiant : uvhc-ori-oai-wf-1-2141
Type de ressource : Thèse
Type de ressource : Thèse