Réalisation et identification des systèmes non linéaires en temps discret

by Sven Nõmm

Doctoral thesis in Automatique et informatique appliquée

Under the supervision of Ülle Kotta and Claude Moog.

defended on 2004

in Nantes and the jointly supervising institution Tallinn , under the authority of École doctorale sciences et technologies de l'information et des matériaux (Nantes) , in a partnership with Centrale Nantes (autre partenaire) .

Abstract

The majority of techniques for the analysis, modeling and control design of nonlinear discrete-time systems are based on classical state space form. By the way there is large variety of sophisticated results achieved in parameter identification of input-output systems. In spite of advances in both fields there is a great gap between the two, namely, while the parameters of model can be precisely identified by some identification technique, the model structure itself does not always admit a classical state-space realization, which makes it highly undesirable for further analysis and control design. The major contributions of the present work are made in solving the realization problem in terms of the structural properties of certain subclasses of systems and in the definition and characterization of different notions of identifiability. Also the problems of the reduction and input-output decoupling by static output feedback have been solved. An algebraic framework adapted to the problems of system analysis, modeling and control design were used as a main tool of the research. Linearization techniques were used as an approach for power consumption management for the power amplifier of mobile devices in telecommunications.

keywords

• Systèmes non linéaires
• Systèmes échantillonnés

Abstract

La majorité des travaux effectués sur la résolution de problèmes de commande des systèmes non linéaires en temps discret, suppose que le système est défini par des équations de d'état. Il existe beaucoup de résultats sophistiqués sur l'identification de modèles entrée-sortie, mais peu de travaux ont été consacrés à l'étude de l'existence d'une réalisation d'état. Finalement, les propriétés d'identifiabilité et réalisabilité des systèmes non linéaires en temps discret sont à la fois très importantes, peu explorées et déterminent le choix de la structure du modèle à identifier. La majorité des travaux effectués sur la résolution de problèmes de commande des systèmes non linéaires en temps discret, suppose que le système est défini par des équations de d'état. Il existe beaucoup de résultats sophistiqués sur l'identification de modèles entrée-sortie, mais peu de travaux ont été consacrés à l'étude de l'existence d'une réalisation d'état. Finalement, les propriétés d'identifiabilité et réalisabilité des systèmes non linéaires en temps discret sont à la fois très importantes, peu explorées et déterminent le choix de la structure du modèle à identifier. Les contributions de ces travaux de thèse portent principalement sur les solutions du problème de réalisabilité en termes de propriétés structurelles de certaines classes de systèmes ainsi que sur l'introduction de différentes notions d'identifiabilité. Les problèmes de réduction d'ordre et de découplage sont résolus. L'ensemble de ces problèmes a été étudié avec des outils algébriques adaptés à l'étude des problèmes d'analyse, de modélisation et de commande. Des techniques de linéarisation sont utilisées pour redresser la caractéristique des amplificateurs de systèmes de télécommunication mobiles et ainsi augmenter leur autonomie.