Diagnostic de défauts des robots mobiles à roues, et gestion du retard généré par les obstacles mobiles

• Auteur / Autrice : Samia Mellah
• Direction : Mustapha Ouladsine, Guillaume Graton, El Mostafa El Adel, Alain Planchais
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Automatique
• Date : Soutenance le 14/12/2020
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Mathématiques et Informatique de Marseille (Marseille ; 1994-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d’Informatique et Systèmes (LIS) (Marseille, Toulon)
• Jury : Président / Présidente : Ouiddad Labbani-Igbida
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Agnès Roussy, Samia Mellah
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Frédéric Kratz, José Ragot

Mots clés

Mots clés contrôlés

Capteurs (technologie)

Actionneurs

Kalman, Filtrage de

Robots industriels

Robots mobiles

Automates

Mots clés libres

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Résumé

Ce travail de thèse s’inscrit dans le cadre du projet européen PRODUCTIVE4.0 en partenariat avec STMicroelectronics de Rousset, France. Afin d’optimiser la production, STMicroelectronics intègre deux types de robots mobiles à roues (les robots unicycles et les robots omnidirectionnels à 4 roues Mecanum) dans la fab (installations de fabrication du semi-conducteur) pour le transport des produits entre les divers équipements de la chaîne de production. Dans le cadre des travaux de cette thèse, nous distinguons deux problématiques majeures pouvant empêcher les robots de bien effectuer leur tâche : l’apparition de défauts au niveau des actionneurs ou des capteurs, et le retard qui peut être généré par les obstacles mobiles et imprévisibles lors de la navigation des robots. Nous nous intéressons dans un premier temps aux robots unicycles. Nous proposons une approche à base d’observateur de Kalman afin de diagnostiquer les défauts actionneurs et capteurs. Une approche basée sur l’estimation et la compensation des défauts permet ensuite de les accommoder. Dans un second temps, nous nous focalisons sur les robots omnidirectionnels et nous proposons des méthodes à base d’observateurs (de Kalman et à entrées inconnues) afin de diagnostiquer les défauts actionneurs et capteurs. Ensuite, l’impact des défauts actionneurs sur le comportement des robots est étudié. Enfin, nous traitons la problématique liée au retard généré par les obstacles en proposant une méthodologie basée sur la reconfiguration des trajectoires de référence afin de compenser ce retard

The work presented in this thesis is a part of the European project PRODUCTIVE4.0 in partnership with STMicroelectronics of Rousset, France. In order to optimize the production, STMicroelectronics integrates two types of wheeled mobile robots (unicycle mobile robots and omnidrectional mobile robots with 4 Mecanum wheels) in the fab (semiconductor manufacturing facility) to transport products between the various equipments in the production chain. In this thesis, we distinguish two major issues that can prevent the robots from well performing their task : the apparition of faults at the actuators or the sensors level, and the delay that can be generated by moving and unpredictable obstacles while navigating. Firstly, we are interested in unicycle robots. We propose a Kalman observer-based approach to diagnose the actuators and sensors faults. Then, an approach based on the faults estimation and compensation allows to accommodate these faults. Secondly, we focus on omnidirectional robots and we propose methods based on observers (Kalman and unknown inputs) in order to diagnose the actuators and sensors faults. After that, the impact of the actuators faults on the robots behavior is studied. Finally, we deal with the problem linked to the obstacles generated delay by proposing a methodology based on the reference trajectories reconfi guration in order to compensate this delay