Contrôle frontière de l'équation des ondes avec amortissement distribué

Boundary control of a wave equation with in-domain damping

• Auteur / Autrice : Christophe Roman
• Direction : Olivier Sename, Christophe Prieur
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Automatique - productique
• Date : Soutenance le 30/08/2018
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble ; 199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Grenoble Images parole signal automatique (2007-....)
• Jury : Président / Présidente : Yann Le Gorrec
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Christophe Prieur, Federico Bribiesca Argomedo, Delphine Bresch-Pietri
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Lucie Coline Baudouin, Thomas Meurer

Mots clés

Mots clés contrôlés

Équations d'onde

Mots clés libres

Contrôle

Équation des ondes

Amortissement

Control

Wave equation

Damping

Résumé

Cette thèse est concernée par le contrôle frontière de l’équation d’onde unidimensionnelle, qui peut être utilisée pour modéliser une corde (comme une corde de guitare). L’objectif est d’agir à une frontière pour contrôler et stabiliser l’autre frontière qui est considérée comme une condition aux frontières avec une dynamique instable. Cette thèse suggère des réponses aux deux questions suivantes: Considérons que la condition à la frontière de dynamique instable a des paramètres inconnus. Une loi de contrôle adaptatif non linéaire est-elle toujours efficace, si l’amortissement visqueux pris égal à zéro pour sa conception n’est plus négligé? Comment peut-on prendre en compte l’amortissement dans le domaine afin de stabiliser l’équation d’onde soumise à des conditions aux frontières dynamiques? Cette thèse suggère une méthode pour effectuer une analyse de Lyapunov afin de prouver la robustesse, vis à vis d’une erreur de modèle, d’une loi de contrôle adaptatif non linéaire particulière comme réponse à la première question. Puis, en utilisant une technique de backstepping à dimension infinie, nous développons une loi de contrôle par rétroaction qui stabilise exponentiellement l’équation d’onde considérée.

This thesis is concerned by the boundary control of the one dimensional wave equation, which can be used to model a string (like a guitar string). The objective is to act at one boundary to control and stabilize the otherboundary which is considered to be an unstable dynamic boundary condition. This thesis suggests answers to both following questions:Consider that the unstable dynamics boundary condition has some unknown parameters. Is a nonlinear adaptive control law still performing efficiently, if the viscous damping taken equal to zero for its design is no longer neglected?How can we take into account the in-domain damping in order to stabilize the wave equation subject to dynamic boundary conditions?This thesis suggests a method to derive a Lyapunov analysis in order to prove the robustness mismatch ofparticular nonlinear adaptive control law as the answer of the first question. Then using infinite dimensionalbackstepping technique we develop feedback control law that exponentially stabilize the considered wave equation.