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Thèse

Modeling and robust control approach for autonomous underwater vehicles

Résumé : L’utilisation des AUV pour une exploitation durable des ressources océaniques est pertinente. Un robot sous-marin peut être utilisé comme plateforme pour observer, recueillir des informations sur l’environnement marin. Afin d’améliorer la qualité des observations et d’augmenter la capacité de navigation, de nombreuses questions doivent être abordées et examinées simultanément. Nous abordons ici le problème du pilotage de ces robots autonomes.Atteindre la maniabilité nécessaire dépend de deux facteurs clés: un modèle hydrodynamique précis et un système de contrôle performant. Cependant, le coût de développement d’un modèle précis est généralement très élevé. De plus, lorsque la géométrie du robot est complexe, il devient très difficile d’identifier de manière pertinente les paramètres dynamiques et hydrodynamiques. En outre, du point de vue de la commande, les modèles obtenus sont non linéaire, en particuliers pour les amortissements.De nombreux phénomènes dynamiques ne sont pas modélisés: dynamiques internes au robot, environnementales, liées aux bruits des capteurs, aux retards intrinsèques. Dans les concours de robotique sous-marine, il est confirmé que le traditionnel régulateur Proportionnel-Intégral-Dérivé (PID) est peu efficace pour les robots légers. Dans ce cas, notre champ d’application est plus axé sur la combinaison des approches de modélisation numérique et la commande robuste.Dans ce travail, nous proposons un schéma de régulation basé sur la commande robuste et la modélisation. La régulation robuste a été mise en place et validée en mer sur un AUV de la marque CISCREA et la solution proposée utilise Computational Fluid Dynamic (CFD) pour caractériser les deux paramètres hydrodynamiques (matrice de masse ajoutée et matrice d’amortissement). Puis un modèle à quatre degrés de liberté est construit pour le CISCREA. Les résultats numériques et expérimentaux sont alors comparés.La commande robuste proposée est basée sur une compensation non linéaire et de la commande H∞. La validation de la robustesse a été testée par simulation en Matlab et finalement validée par des essais en mer à Brest. La simulation et l’expérience montrent que l’approche en plus d’être robuste est plus rapide que les régulateurs précédemment proposés.
Type de document :
Thèse
Liste complète des métadonnées

https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01484819
Contributeur : Abes Star :  Contact
Soumis le : mardi 7 mars 2017 - 18:15:08
Dernière modification le : mercredi 16 septembre 2020 - 09:57:00
Archivage à long terme le : : jeudi 8 juin 2017 - 14:47:32

Fichier

These-2016-SICMA-STIC_automati...
Version validée par le jury (STAR)

Identifiants

  • HAL Id : tel-01484819, version 1

Citation

Rui Yang. Modeling and robust control approach for autonomous underwater vehicles. Automatic. Université de Bretagne occidentale - Brest; Zhongguo hai yang da xue (Qingdao, Chine), 2016. English. ⟨NNT : 2016BRES0011⟩. ⟨tel-01484819⟩

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