en fr Dynamic observers and system control, application to large scale systems Observateurs dynamiques et commande des systèmes, application aux systèmes de grande dimension Report as inadecuate




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1 CRAN - Centre de Recherche en Automatique de Nancy

Abstract : The present thesis is the result of research conducted in Longwy, within the department Control, Identification, Diagnosis CID of Research Center for Automatic Control of Nancy CRAN. This thesis investigates the problem of dynamic observer full- and reduced-order and observer-based control design and their applications to large-scale systems.Firstly, a new form of H∞ dynamic observer is designed for linear systems in the presence of unknown inputs and disturbances. The proposed observer generalizes the existing results on proportional observer and proportional integral observer. The observer design is based on the solution of linear matrix inequalities LMI. Both continuous-time and discrete-time systems are considered.Thereafter, by inserting the proposed observer into a closed-loop, an observer-based control is presented for uncertain systems in the presence of disturbances. Based on the parameterization of algebraic constraints obtained from the analysis of the estimation error, the control design is derived from the solution of bilinear matrix inequality, by using a two-step algorithm.Finally, the obtained results have been extended to large-scale systems. A decentralized observer-based control is proposed for large-scale uncertain systems in the presence of disturbances. These systems are composed of several interconnected subsystems of low dimensions, where the interconnections are assumed to be nonlinear and satisfy quadratic constraints.

Résumé : Cette thèse est le résultat de recherche effectuée à Longwy au sein du département CID ≪ Contrôle Identification et Diagnostic ≫ du Centre de Recherche en Automatique de Nancy CRAN. Elle concerne, d’une part, la synthèse des observateurs dynamiques d’ordre plein et d’ordre réduit et la commande basée observateur d’une classe de systèmes linéaires incertains, d’autre part, l’application de ces résultats aux systèmes de grande dimension.Dans une première partie, une nouvelle forme d’observateurs dynamiques H∞ est conçue pour les systèmes linéaires en présence d’entrées inconnues et de perturbations, pour les systèmes continus et discrets. L’observateur proposé généralise ceux existants tels que les observateurs proportionnels et proportionnels-intégrales. La conception d’observateur est fondée sur la résolution des inégalités matricielles linéaires LMI.Ensuite, ces observateurs ont été utilisés dans la synthèse de contrôleurs basés observateur pour les systèmes incertains en présence de perturbations. Cette synthèse est basée sur le paramétrage des solutions des contraintes algébriques obtenues à partir des erreurs d’estimation. La solution est obtenue à partir de la résolution des inégalités matricielles bilinéaires en utilisant un algorithme à 2 étapes.Dans la dernière partie, les résultats obtenus ont été étendus aux systèmes de grande dimension. Dans ce cadre, les systèmes considérés sont décomposés en plusieurs sous systèmes interconnectés de faible dimension, où les interconnections sont supposées non linéaires et satisfaire des contraintes quadratiques. Une commande décentralisée basée observateur dynamique est proposée pour les systèmes interconnectés incertains en présence de perturbations.

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Keywords : Dynamic observer observer-based control linear uncertain system large-scale system LMI decentralized control

Mots-clés : Observateur dynamique commande basée observateur système linéaire incertain système de grande dimension commande décentralisée





Author: Nan Gao -

Source: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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