Techniques de contrôle robustes et autonomes pour le suivi des cibles dynamique

Autonomous robust control techniques for dynamic target tracking

• Auteur / Autrice : Guillermo Julio Cesar Betancourt Vera
• Direction : Pedro Castillo-García, Rogelio Lozano-Leal
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Automatique et Robotique : Unité de recherche Heudyasic (UMR-7253)
• Date : Soutenance le 28/06/2021
• Etablissement(s) : Compiègne
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale 71, Sciences pour l'ingénieur (Compiègne)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Heuristique et Diagnostic des Systèmes Complexes [Compiègne] / Heudiasyc

Mots clés

Mots clés contrôlés

Algorithmes

Tolérance aux fautes (informatique)

Tolérance aux fautes (ingénierie)

Incertitude (théorie de l'information)

Estimation de paramètres

Commande, Théorie de la

Commande non linéaire

Commande automatique

Commande robuste

Robotique

Navigation (aéronautique)

Drones

Mots clés libres

Véhicule volant autonome

Estimateur d’incertitude et de perturbation

Contrôle tolérant aux pannes

Algorithmes autonomes de navigation

Contrôle optimal

Robotique virtuelle

Unmanned Aerial Vehicle (UAV)

Robust control

Nonlinear control

Uncertainty and disturbance estimator

Fault-tolerant control

Navigation autonomous algorithms

Optimal control

Virtual robotics

Drone aircraft

Résumé

Cette thèse étudie la problématique du suivi de cibles mobiles à l’aide d’un drone aérien. Plus précisément, une configuration quadrotor a été utilisée pour le développement d’algorithmes de navigation aérienne. En effet, ce type de plateforme est simple mécaniquement, polyvalent pour effectuer des manœuvres agressives, et facilement disponible pour l’expérimentation. L’objectif de cette thèse est de développer des algorithmes de contrôle et de navigation capables de suivre de manière robuste une cible dynamique. Les contributions rapportées ici présent une analyse unifiée et accessible des stratégies de contrôle pour résoudre les problèmes de stabilisation et de suivi. Cette thèse introduit également des algorithmes de navigation autonome et semi-autonome pour le suivi d’une cible statique et dynamique. Enfin, pour donner de la robustesse vis-à-vis d’une classe de perturbations, une architecture de contrôle robuste basée sur l’observateur de perturbations a été développée.

This thesis will approach the problem of tracking moving targets by means of an aerial drone. More precisely, a quadrotor configuration was taken into consideration for the development of aerial navigation algorithms, since this kind of platformis mechanically simple, versatile for performing aggressive maneuvers, and easily available for experimentation. The goal of this thesis is to develop control and navigation algorithms capable of robustly tracking dynamic targets. The contributions here in reported aimat presenting a unified and accessible analysis of control strategies for solving the stabilization and tracking problems. Inaddition, this thesis introduces autonomous and semi-autonomous navigation algorithms fortracking static and dynamic targets. Finally, for giving robustness with respect to a class of perturbations, a robust control architecture based on disturbance observer has been developed.