Conception orientée-tâche et optimisation de systèmes de propulsion reconfigurables pour robots sous-marins autonomes
Auteur / Autrice : | Emanuel Pablo Vega |
Direction : | Mohamed Benbouzid |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Sciences pour l'ingénieur |
Date : | Soutenance le 20/10/2016 |
Etablissement(s) : | Brest |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Sciences de la mer (Plouzané, Finistère) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Institut de Recherche Dupuy de Lôme |
Jury : | Président / Présidente : Luc Jaulin |
Examinateurs / Examinatrices : Mohamed Benbouzid, Luc Jaulin, Frédéric Boyer, Philippe Bidaud, Olivier Chocron, Janito Vaqueiro Ferreira, Vincent Hugel, Frédéric Chapelle | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Frédéric Boyer, Philippe Bidaud |
Résumé
Dans ce travail, l’optimisation de la propulsion et de la commande des AUV (Autonomous Underwater Vehicles en anglais) est développée. Le modèle hydrodynamique de l’AUV est examiné. Egalement, son système de propulsion est étudié et des modèles pour des solutions de propulsion différentes (fixe et vectorielle) sont développés dans le cadre de la mobilité autonome.Le modèle et l’identification de la technologie de propulsion dite fixe sont basés sur un propulseur disponible commercialement. Le système de propulsion vectoriel est basé sur un prototype de propulseur magneto-couplé reconfigurable (PMCR) développé à l’IRDL-ENIB.Une méthode de commande non linéaire utilisant le modèle hydrodynamique de l’AUV est développée et son adaptation à deux systèmes de propulsion est présentée. Des analyses portant sur la commandabilité du robot et l’application de cette commande à différents systèmes sont proposées. L’optimisation globale est utilisée pour trouver des topologies propulsives et des paramètres de commande adaptés à la réalisation de tâches robotiques spécifiques. L’optimisation réalisée permet de trouver des solutions capables d’assurer le suivi de trajectoire et de minimiser la consommation énergétique du robot. L’optimisation utilise un algorithme génétique (algorithme évolutionnaire), une méthode d’optimisation stochastique appliquée ici à la conception orientée tâche de l’AUV. Les résultats de cette optimisation peuvent être utilisés comme une étape préliminaire dans la conception des AUVs, afin de donner des pistes pour améliorer les capacités de la propulsion.La technique d’optimisation est également appliquée au robot RSM (fabriqué au sein de l’IRDL-ENIB) en modifiant seulement quelques paramètres de sa topologie propulsive. Cela afin d’obtenir des configurations de propulsion adaptées au cours d’une seule et même mission aux spécificités locomotrices des tâches rencontrées : reconfiguration dynamique de la propulsion de l’AUV.