Contrôle résilient des systèmes cyber-physiques uniques : systèmes multi-agents en cas de pannes de transmission

Resilient control of single cyber-physical : multi-agent systems under transmission failures

• Auteur / Autrice : Yiwen Chen
• Direction : Ahmed Rahmani
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Automatique, génie informatique, traitement du signal et des images
• Date : Soutenance le 30/01/2023
• Etablissement(s) : Centrale Lille Institut
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Mathématiques, sciences du numérique et de leurs interactions (Lille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de Recherche en Informatique, Signal et Automatique de Lille - Centre de Recherche en Informatique- Signal et Automatique de Lille (CRIStAL) - UMR 9189 / CRIStAL
• Jury : Président / Présidente : Hervé Guéguen
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Zhaoxia Peng, Christophe Sueur, Sara Ifqir, Guoguang Wen
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Andreas Rauh, Yuhu Wu

Mots clés

Mots clés contrôlés

Stabilité

Traitement réparti

Systèmes échantillonnés

Commande robuste

Systèmes non linéaires

Mots clés libres

Contrôle résilient

Pannes de transmission

Systèmes cyber-physiques (CPSs)

Systèmes multi-Agents (MASs)

Systèmes d'ordre fractionnaire (FO)

Contrôle dynamique déclenché par événement (DET)

Robustesse

Perspective de la courbe d’oubli

Hétérogénéité

Contrôle des données échantillonnées

Resilient control

Transmission failures

Cyber-Physical systems (CPSs)

Multi-Agent systems (MASs)

Fractional-Order (FO) systems

Dynamic event-triggered (DET) control

Forgetting curve perspective

Sampled-data control

Heterogeneity

Robustness

Résumé

Cette thèse est dédiée à la transmission et au contrôle résilients des systèmes cyber-physiques (CPSs)/systèmes multi-agents (MASs) avec des dynamiques d’ordre entier/fractionnel sous des défaillances de transmission. Un schéma de transmission échelonné résilient est proposé pour les systèmes d’ordre entier/fractionnel afin de mieux s’adapter à l’environnement vulnérable. Pour les systèmes d’ordre entier, un contrôleur dynamique déclenché par événement (DET) est conçu pour assurer la stabilité. Pour les systèmes d’ordre fractionnaire, un contrôleur de correction d’expérience (E-C) est conçu en fusionnant les entrées précédentes. L’évolution du poids liée au passé antérieur regroupe exactement la fameuse courbe d’oubli, qui reflète la fugacité et la consolidation de la mémoire en psychologie. La méthode E-C est ensuite adoptée dans le contrôle de la coordination des systèmes multi-agents homogènes et hétérogènes d’ordre fractionnaire. De plus, une méthode E-C de dimension finie est proposée pour les systèmes d’ordre fractionnaire avec fenêtre mémoire glissante. Des résultats de simulation sont finalement donnés pour justifier la validité des résultats théoriques. Insistez sur le fait que cette thèse fournit une méthode d’échantillonnage dynamique efficace pour faire face aux pannes de transmission et une méthode de conception de contrôleur prête à l’emploi pour le contrôle résilient des données échantillonnées des systèmes d’ordre fractionnaire. De plus, une méthodeE-C de dimension finie est proposée pour les systèmes d’ordre fractionnaire avec fenêtre mémoire glissante

This thesis is dedicated to the resilient transmission and control of cyber-physical systems (CPSs)/multi-agent systems (MASs) with integer/fractional-order dynamics under transmission failures. A resilient stepped transmission scheme is proposed for both integer/fractional-order systems to better adapt to the vulnerable environment. For integer-order systems, a dynamic event-triggered (DET) controller is designed to ensure stability. For fractional-order systems, an experience-correction (E-C) controller is devised by merging previous inputs. The evolution of weight related to earlier past exactly ensembles the well-known Forgetting Curve, which reflects the memory transience and consolidation in psychology. The E-C method is later adopted in coordination control of both homogeneous and heterogeneous fractional-order multi-agent systems. Moreover, a finite-dimensional E-C method is proposed for fractional-order systems with sliding memory window. Simulation results are given finally to substantiate the validity of theoretical results. Emphasize that this dissertation provides an efficient dynamic sampling method to cope with transmission failure and an out-of-box controller design method for resilient sampled-data control of fractional-order systems. Moreover, a finite-dimensional E-C method is proposed for fractional-order systems with sliding memory window