CRAN - Campus Sciences
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Sujet de Thèse : Identification en boucle fermée pour la commande robuste de robots spatiaux flexibles
Dates : 2016/04/05 - 2017/06/30
Etudiant : Valentin PASCU
Directeur(s) CRAN : Hugues GARNIER
Autre(s) Directeur(s) : Janot Alexandre
Description : Que ce soit dans l’industrie, la santé, ou les ménages, les robots nous facilitent la vie. De plus en plus agiles, mais surtout de plus en plus intelligents, ils représentent un enjeu industriel majeur pour le XXIe siècle mais également pour la conquête spatiale. Qu’il s’agisse d’explorer la Lune ou Mars, de récupérer des débris spatiaux ou de réparer et entretenir des satellites, la robotique occupera une place de choix dans ces activités. La thèse se focalise sur la robotique spatiale.

La modélisation et l'identification des robots industriels classiques est aujourd'hui un domaine bien maîtrisé. L’identification s’effectue de manière préférentielle en boucle fermée, en raison de l’instabilité potentielle du système et pour des considérations de sécurité. La méthode d'identification la plus usitée s’appuie sur un pré-filtrage préalable des signaux et l’estimation des paramètres physiques du modèle dynamique inverse qui présente l’avantage d’être linéaire par rapport aux paramètres du modèle de connaissance. Ils doivent être identifiés avec une grande précision car la commande par inversion dynamique (appelée aussi commande par découplage non linéaire) qui est très utilisée s’appuie sur le modèle dynamique inverse.

Les robots utilisés dans le domaine spatial présentent certaines spécificités par rapport aux robots industriels classiques. Premièrement, ils sont généralement à fort élancement et donc très flexibles. Les flexibilités sont localisées sur les articulations et les corps. Deuxièmement, ils sont utilisés à basses vitesses. Ces deux points expliquent pourquoi des modèles linéaires classiques ou des modèles linéaires fractionnaires sont généralement utilisés pour la conception des lois de commande. Cependant, les effets non linéaires liés aux frottements sont généralement négligés ou non pris en compte alors qu'ils sont prépondérants à basses vitesses. Enfin, il a été récemment démontré que le type d'actionneur utilisé impacte les performances de la commande.

L’objectif de la thèse est donc de développer de nouvelles techniques d’identification en boucle fermée pour la commande de robots manipulateurs à articulations flexibles prenant en compte les contraintes spécifiques liées aux conditions d’évolution dans l’espace.

La thèse s'insère dans une collaboration entre le CRAN et l'ONERA centre de Toulouse.
Mots clés : Identification de systèmes, modèles boîte-grise, identification en boucle fermée, robotique spatiale
Département(s) :
Contrôle Identification Diagnostic
Financement : Salarié ONERA