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Réduction active des excitations NVH d’une machine électrique par la stratégie de commande

Maud GEOFFRIAULT
Soutenance de thèse de doctorat le 2 Mars 2015, 14h00 à CentraleSupelec (Gif-sur-Yvette) Amphi F3-05

Les travaux de cette thèse s’inscrivent dans le contexte du développement de groupes motopropulseurs électriques pour véhicules automobiles. Ces développements ont mis en lumière les problématiques liées aux phénomènes acoustiques et vibratoires des machines électriques, spécifiques à l'application automobile. L'objectif de ces travaux est la mise en place de lois de commande dédiées à la réduction d'harmoniques de courant à l'origine d'harmoniques vibratoires.
Pour cela, les différents éléments du système ont été modélisés, puis les paramètres du modèle électrique de la machine ont été recalés au moyen de mesures expérimentales.
Deux stratégies de commande ont ensuite été développées puis mises en place. D'une part, un régulateur dédié à l'harmonique de courant visé a été synthétisé par optimisation Hinfini. D'autre part, la modélisation de l'origine de cet harmonique comme provenant d'un signal perturbateur externe a permis la compensation de celui-ci au moyen d'un observateur. La robustesse des lois de commande a été analysée vis-à-vis des variations des modèles nominaux.
L'efficacité de ces deux stratégies sur la réduction des harmoniques de courant visés et des harmoniques vibratoires correspondants a été validée expérimentalement sur banc d'essai.

Composition du Jury :

M. Michel BASSET                           Université de Haute-Alsace              Rapporteur

M. Dominique BEAUVOIS                  CentraleSupélec                                 Professeur - Co-encadrant

M. Demba DIALLO                              Université Paris-Sud                           Examinateur        

M. Gwennaël FAVENNEC                   Ingénieur Renault                               Ingénieur – Co-encadrant

M. Emmanuel GODOY                        CentraleSupélec                                 Professeur – Directeur de la thèse

M. Mickaël HILAIRET                          Université de Franche Comté           Rapporteur

M. Louis HUMBERT                             Ingénieur BMW                                  Examinateur

M. Vincent LANFRANCHI              Université Technologique   de Compiègne            Examinateur

Robust nonlinear control from continuous time to sampled-data with aerospace applications.

Giovanni MATTEI
Soutenance de thèse de doctorat le 13 Février 2015, 10h30 à CentraleSupelec (Gif-sur-Yvette) Amphi Ampère

La thèse porte sur le développement des techniques non linéaires robustes de stabilisation et commande des systèmes avec perturbations de modèle. D’abord, on introduit les concepts de base de stabilité et stabilisabilité robuste dans le contexte des systèmes non linéaires. Ensuite, on présente une méthodologie de stabilisation par retour d’état en présence d’incertitudes qui ne sont pas dans l’image de la commande («unmatched»). L’approche récursive du «backstepping» permet de compenser les perturbations «unmatched» et de construire une fonction de Lyapunov contrôlée robuste, utilisable pour le calcul ultérieur d’un compensateur des incertitudes dans l’image de la commande («matched»). Le contrôleur obtenu est appelé «recursive Lyapunov redesign». Ensuite, on introduit la technique de stabilisation par «Immersion & Invariance» comme outil pour rendre un contrôleur non linéaire, robuste par rapport à des dynamiques non modelées. La première technique de contrôle non linéaire robuste proposée est appliquée au projet d’un autopilote pour un missile air-air et au développement d’une loi de commande d’attitude pour un satellite avec appendices flexibles. L’efficacité du «recursive Lyapunov redesign» est mis en évidence dans les deux cas d’étude considérés. En parallèle, on propose une méthode systématique de calcul des termes incertains basée sur un modèle déterministe d’incertitude. La partie finale du travail de thèse est relative à la stabilisation des systèmes sous échantillonnage. En particulier, on reformule, dans le contexte digital, la technique d’Immersion et Invariance. En premier lieu, on propose des solutions constructives en temps continu dans le cas d’une classe spéciale des systèmes en forme triangulaire «feedback form», au moyen de «backstepping» et d’arguments de domination non linéaire. L’implantation numérique est basée sur une loi multi-échelles, dont l’existence est garantie pour la classe des systèmes considérée. Le contrôleur digital assure la propriété d’attractivité et des trajectoires bornées. La loi de commande, calculée par approximation finie d’un développement asymptotique, est validée en simulation de deux exemples académiques.

Composition du jury    
Prof. Salvatore MONACO, Università La Sapienza - DIAG "Antonio Ruberti" (Directeur)
Dr. Dorothée NORMAND-CYROT, L2S-CNRS, Supélec                               (Directeur)
Prof. Jean-Pierre BARBOT, ENSEA Cergy Pontoise (Rapporteur)
Prof. Giovanni ULIVI, DIA Università degli Studi Roma Tre (Rapporteur)
Prof. Stefano BATTILOTTI, Università La Sapienza - DIAG "Antonio Ruberti" (Examinateur)
Dr. Vincent FROMION, INRA Jouy en Josas (Examinateur)
Dr. Romeo ORTEGA, L2S-CNRS, Supélec (Examinateur)
Dr. Silviu NICULESCU, L2S-CNRS, Supélec (Invité)

 

Développement de nouvelles méthodes itératives de reconstruction tomographique pour réduction des artefacts métalliques et réduction de la dose en imagerie dentaire

Long Chen
Soutenance de thèse de doctorat le 5 Février 2015, 14h30 à CentraleSupelec (Gif-sur-Yvette) Salle des séminaires du L2S

Cette thèse est constituée de deux principaux axes de recherche portant sur l'imagerie dentaire par la tomographie à rayons X : le développement de nouvelles méthodes itératives de reconstruction tomographique afin de réduire les artefacts métalliques et la réduction de la dose délivrée au patient. Afin de réduire les artefacts métalliques, nous prendrons en compte le durcissement du spectre des faisceaux de rayons X et le rayonnement diffusé. La réduction de la dose est abordée dans cette thèse en diminuant le nombre des projections traitées.

La tomographie par rayons X a pour objectif de reconstruire la cartographie des coefficients d'atténuations d'un objet inconnu de façon non destructive. Les bases mathématiques de la tomographie repose sur la transformée de Radon et son inversion. Néanmoins des artefacts métalliques apparaissent dans les images reconstruites en inversant la transformée de Radon (la méthode de rétro-projection filtrée), un certain nombre d'hypothèse faites dans cette approche ne sont pas vérifiées. En effet, la présence de métaux exacerbe les phénomènes de durcissement de spectre et l'absence de prise en compte du rayonnement diffusé. Nous nous intéressons dans cette thèse aux méthodes itératives issues d'une méthodologie Bayésienne. Afin d'obtenir des résultats de traitement compatible avec une application clinique de nos nouvelles approches, nous avons choisi un modèle direct relativement simple et classique (linéaire) associé à des approches de corrections de données. De plus, nous avons pris en compte l'incertitude liée à la correction des données en utilisant la minimisation d'un critère de moindres carrés pondérés. Nous proposons donc une nouvelle méthode de correction du durcissement du métal sans connaissances du spectre de la source et des coefficients d'atténuation des matériaux. Nous proposons également une nouvelle méthode de correction du diffusé associée sur les mesures sous certaines conditions notamment de faible dose.

En imagerie médicale par tomographie à rayons X, la surexposition ou exposition non nécessaire irradiante augmente le risque de cancer radio-induit lors d'un examen du patient. Il y a donc une demande continue de réduction de la dose de rayons X transmise au patient. Notre deuxième axe de recherche porte donc sur la réduction de la dose en diminuant le nombre de projections. Nous avons donc introduit un nouveau mode d'acquisition possédant un échantillonnage angulaire adaptatif. On utilise pour définir cette acquisition notre connaissance a priori de l'objet. Ce mode d'acquisition associé à un algorithme de reconstruction dédié, nous permet de réduire le nombre de projections tout en obtenant une qualité de reconstruction comparable au mode d'acquisition classique. Enfin, dans certains modes d’acquisition des scanners dentaires, nous avons un détecteur qui n'arrive pas à couvrir l'ensemble de l'objet. Pour s'affranchir aux problèmes liés à la tomographie locale qui se pose alors, nous utilisons des acquisitions multiples suivant des trajectoires circulaires. Nous avons adaptés les résultats développés par l’approche « super short scan » [Noo et al 2003] à cette trajectoire très particulière et au fait que le détecteur mesure uniquement des projections tronquées.

Nous avons évalué nos méthodes de réduction des artefacts métalliques et de réduction de la dose en diminuant le nombre des projections sur les données réelles. Grace à nos méthodes de réduction des artefacts métalliques, l'amélioration de qualité des images est indéniable et il n'y a pas d'introduction de nouveaux artefacts en comparant avec la méthode de l'état de l'art NMAR [Meyer et al 2010]. Par ailleurs, nous avons réussi à réduire le nombre des projections avec notre nouveau mode d'acquisition basé sur un « super short scan » appliqué à  des trajectoires multiples. La qualité obtenue est comparable aux reconstructions obtenues avec les modes d'acquisition classique ou short-scan mais avec une réduction de 20% de la dose radioactive.

 

Membres du jury

   
Directeur de thèse Mr RODET Thomas Professeur, ENS Cachan, SATIE
Co-encadrant Mr. GAC Nicolas Maître de conférences, Université Paris-Sud, L2S
Rapporteurs Mr. DESBAT Laurent Professeur des universités, Université Joseph Fourier
  Mr. BLEUET Pierre Ingénieur de recherche CEA, HDR
Examinateurs Mme NGUYEN-VERGER Maï Professeur des universités, Université de Cergy-Pontoise
  Mme MARCOS Sylvie Directeur de recherche, CNRS
Invitée Mme MAURY Colombe Ingénieur de recherche, Trophy, Carestream Dental

 

Structure d'information, stratégies de communication et application aux réseaux distribués

Benjamin LARROUSSE
Soutenance de thèse de doctorat le 12 Novembre 2014, 14h00 à Telecom ParisTech (Paris)

Cette thèse étudie des problèmes d’optimisation distribuée avec différentes structures d’ob- servations et leurs applications aux réseaux sans fil et aux problèmes de Smart Grids. Spécifique- ment, une structure d’observation asymétrique entre deux agents est considérée, où un premier agent a connaissance complète à propos de la réalisation d’un état aléatoire, et l’autre agent ne connaît rien à propos de cet état. Dans ce contexte, la question est de savoir comment transmettre de l’information depuis le premier agent vers le second agent dans le but d’utiliser de manière optimale les ressources de communication. Plusieurs modèles sont étudiés dans cette thèse. Pour tous, un élément commun est le fait que la source d’information doit être encodée de manière appropriée pour optimiser l’utilisation de la configuration du système. Un premier modèle est étudié où aucun canal de communication n’est disponible entre les agents et ils ont une fonc- tion d’utilité commune. Cependant, le seul moyen de communiquer est via les actions choisies par les agents. Comme les actions ont une influence sur le paiement, l’agent informé encode sa connaissance à propos de l’état dans ses actions, qui seront observées de manière imparfaite par le second agent. Ce dernier décodera l’information et choisira ses actions dans le but de maxi- miser la fonction objectif commune. Nous utilisons des outils de théorie de l’information pour caractériser ce compromis optimal par une contrainte d’information, et appliquons ce scénario à un problème de contrôle de puissance pour un canal à interférence. Notre nouvelle stratégie (le contrôle de puissance codé) donne des gains très prometteurs comparés aux approches classiques.

Dans une seconde partie, nous considérons qu’il existe un canal dédié de communication, c’est- à-dire que les actions de l’agent informé n’ont pas d’influence sur le paiement et sont seulement utiles pour la transmission d’information. De plus, les agents sont supposés avoir des intérêts divergents, si bien que l’agent informé n’a pas nécessairement d’incitation à envoyer tout son savoir à l’agent non informé. La théorie des jeux et les jeux de « Cheap talk » en particulier sont le bon cadre pour analyser ce genre de problème. Nous caractérisons le schéma de signal sur lequel les agents se seront mis d’accord. Ce schéma amènera à un équilibre de Nash, est donc optimisera la façon dont la communication est faite. Ce modèle est d’un intérêt particulier pour les réseaux de véhicules électriques où un véhicule électrique doit envoyer son besoin en terme de puissance de charge à un aggrégateur qui choisira un niveau de charge effectif pour le véhicule électrique. Ce dernier ne se souciera que de son besoin, alors que l’aggrégateur se soucie également de l’état du réseau. Ce modèle aide à optimiser la façon dont le réseau est utilisé.

Enfin, nous considérons un modèle avec plus de deux agents, où le but principal est pour tous les agents de retrouver l’observation parfaite des actions passées de tous les agents. Ceci est d’un intérêt très particulier d’un point de vue de la théorie des jeux pour caractériser les utilités espérées de long terme des agents. Dans ce modèle, nous ajoutons un encodeur qui observe parfaitement toutes les actions passées et aidera les agents à obtenir l’observation parfaite. En fait, ceci sera possible si la bonne contrainte d’information est satisfaite. Nous caractérisons donc cette dernière, en utilisant un schéma de codage hybride combinant des outils classiques de théorie de l’information ainsi que des outils de la théorie des graphes.

Membres du jury
Eitan Altman INRIA Sophia-Antipolis (Examinateur)
Jean-Claure Belfiore Telecom ParisTech (Examinateur)
Matthieu Bloch Georgia Institute of Technology (Examinateur)
Olivier Gossner Paris School of Economics (Rapporteur)
Rida Laraki Université Paris-Dauphine (Rapporteur)
Samson Lasaulce L2S-CNRS (Directeur de thèse)
Michèle Wigger Telecom ParisTech (Examinateur)

 

Structure d'information, stratégies de communication et application aux réseaux distribués

Speaker: 
Benjamin LARROUSSE
Date: 
Thu, 12/11/2014 -
14:00 to 16:00
Lieu: 
Telecom ParisTech (Paris)salle F502
 Membres du jury
Eitan Altman INRIA Sophia-Antipolis (Examinateur)
Jean-Claure Belfiore

Stabilité et stabilisation de diverses classes de systèmes fractionnaires et à retards

Speaker: 
Le Ha Vy Nguyen
Date: 
Tue, 12/09/2014 -
10:30 to 12:00
Lieu: 
Supelec Amphi Ampère

Membres du jury     
    
Directrice de thèse     Catherine BONNET     Directrice de Recherche (Inria Saclay - Île-de-France)

Rapporteurs               Jean Jacques LOISEAU     Directeur de Recherche, IRCCyN

                                      Jonathan PARTINGTON     Professeur, University of Leeds, U.K

Examinateurs             Laurent LEFEVRE     Professeur, Grenoble INP - Esisar

                                      Denis MATIGNON     Professeur, Université de Toulouse

Synchronization analysis of complex networks of nonlinear oscillators

Speaker: 
Ali EL ATI
Date: 
Thu, 12/04/2014 -
14:30 to 16:00
Lieu: 
Supélec Amphi Ferrie

Membres du jury : 

 

Directeurs de thèse : 
Antonio LORIA : Directeur de Recherche CNRS, LSS
Elena PANTELEY : Chargée de Recherche CNRS, LSS

Algorithmes bayésiens variationnels accélérés et applications aux problèmes inverses de grande taille

Speaker: 
Yuling ZHENG
Date: 
Thu, 12/04/2014 -
10:30 to 12:00
Lieu: 
Supélec Amphi C2

Membres du jury:

 

"Inversion de données électromagnétiques par algorithme génétique pour la télédétection en zone forestière."

Speaker: 
Mahmoud KANJ
Date: 
Fri, 11/28/2014 -
14:30 to 16:30
Lieu: 
Supélec Amphi F3-06
Andrea MASSA Professeur, University of Trento, ELEDIA

Méthodes Statistiques pour la Détection et le Diagnostic des Défauts Naissants utilisant la Divergence de Kullback-Leibler : de la Théorie à l'Application

Speaker: 
Jinane HARMOUCHE
Date: 
Thu, 11/20/2014 -
14:00 to 16:00
Lieu: 
Supelec Amphi Ampère

Jury:

Guy CLERC

Professeur

Laboratoire Ampère (rapporteur)

François AUGER

Professeur 

IREENA (rapporteur)

Nadine MARTIN

Roulement de Variétés Différentielles de Dimensions Quelconques

Speaker: 
Amina MORTADA
Date: 
Tue, 11/18/2014 -
10:00 to 12:00
Lieu: 
IHP

Composition du jury :

Directeurs de thèse :M. Yacine CHITOUR    (Uni. Paris-Sud, LSS) 

                              M. Ali WEHBE   (Uni. Libanaise)                              

Co-encadrant : Petri KOKKONEN   (Varian Medical Systems)                                 

Rapporteurs : Mme Irina MARKINA  (Uni. de Bergen)                         

                     M. Frédéric JEAN (ENSTA-ParisTech)                             

Control and model identification of renewable energy systems

Speaker: 
Fernando Jaramillo Lopez
Date: 
Fri, 09/26/2014 -
10:30 to 11:30
Lieu: 
Amphi Boucherot Supélec
Thesis Committee  
Tarek AHMED-ALI Professeur ENSICAEN
Abdelkrim BENCHAIB Docteur Ingénieur ALSTOM
Eduardo F. CAMACHO Professeur University of Sevilla, Espagne
Gilney DAMM MdC UEVE
Fouad GIRI Professeur UNICAEN

Leucémie Aiguë Myéoblastique : Modélisation et Analyse de Stabilité

Speaker: 
Jose Luis Avila Alonso
Date: 
Wed, 07/02/2014 -
10:00 to 11:00
Lieu: 
Amphi Janet Supélec
Membres du jury  
M. Mostafa Adimy Rapporteur
Mme Catherine Bonnet Directeur de thèse
M. Jean Clairambault Co-directeur de thèse
M. Michaël Di Loreto Examinateur
M. Pierre Hirsch Examinateur
M. Frédéric Mazenc

Optimisation de l'efficacité énergétique des réseaux de communication

Speaker: 
Vineeth Satheeskumar Varma
Date: 
Fri, 06/20/2014 -
14:00 to 15:30
Lieu: 
Salle des séminaires du L2S (C4.1)
Membres du jury    
Samson Lasaulce CNRS-L2S Directeur de thèse
Salah Eddine Elayoubi Orange Labs Co-directeur de thèse
Merouane Debbah Supélec Co-directeur de thèse

Schémas pratiques pour la diffusion (sécurisée) sur les canaux sans fil

Speaker: 
Zeina Mheich
Date: 
Wed, 06/18/2014 -
14:00 to 15:30
Lieu: 
Supelec, salle du Grand conseil

Membres du jury    
Florence Alberge L2S-Supélec Co-encadrant
Matthieu Bloch Georgia Institute of Technology Examinateur

Extension and analysis of Hybrid ARQ schemes in the context of cooperative relaying

Speaker: 
Anna Vanyan
Date: 
Tue, 06/10/2014 -
10:00 to 11:30
Lieu: 
Supelec, salle du Grand conseil
Membres du jury    
Charly Pouillat INP-ENSEEIHT Toulouse Rapporteur
Jean-François Hélard INSA Rennes Rapporteur
Philippe Ciblat Telecom ParisTech

Gestion de l'énergie d'un système multi-port à pertes intégrant une pile à combustible

Speaker: 
Victor Manuel Ramirez Rivera
Date: 
Fri, 05/16/2014 -
10:30 to 12:30
Lieu: 
Salle des séminaires du L2S (C4.1)
Membres du jury Directeur de thèse Romeo Ortega Directeur de recherche CNRS (L2S) Co-encadrant Olivier Bethoux Maître de conférences HDR (LGEP) Rapporteurs Malek Ghanes Maître de conférences HDR (ENSEA) Mohamed Becherif Maître de conférences HDR (FCLAB) Examinateurs Dorothée Normand-Cyrot Directeur de recherche CNRS (L2S) Robert Griño Directeur de recherche (UPC) Membre invité Elena Panteley Chargé de recherche CNRS (L2S)

Stabilisation transitoire de systèmes de puissance: une approche unifiée

Speaker: 
Diego LANGARICA CORDOBA
Date: 
Mon, 05/12/2014 -
10:30 to 12:30
Lieu: 
Salle des séminaires du L2S (C4.1)
Un système de puissance électrique est un réseau complexe de composants électriques utilisés pour fournir, transmettre et utiliser l'énergie électrique. Son objectif final est d'offrir un service fiable, sécurisé et ininterrompu à l'utilisateur final, cela signifie, tension constante et fréquence constante en tout temps. Aujourd'hui, la tendance de la production d'électricité est vers un réseau interconnecté de lignes de transmission reliant la génération et les charges dans des grands systèmes intégrés. En fait, un réseau de système de puissance est considéré comme la machine la plus complexe et plus jamais construite par l'homme car elle peut s'étendre sur tout un continent. Pour cette raison, l'amélioration de la stabilité transitoire des réseaux électriques est d'une grande importance dans la société humaine, car si la stabilité est perdue, le collapse de la puissance peut se produire dans une grande zone peuplée et de graves dommages seront portées à l'économie régionale et les conforts des consommateurs. Par conséquent, compte tenu de tous les problèmes présentés avant, ce travail de recherche aborde la stabilisation transitoire des systèmes de puissance multi-machines soumises à des perturbations du réseau à partir de deux approches: la centralisation, qui considère aucune limitation dans l'échange d'informations d'un réseau donné, et d'autre part, la décentralisation, qui suppose l'échange d'informations n'est pas disponible. À cette fin, d'abord, nous introduisons une nouvelle théorie de commande pour stabiliser globalement systèmes triangulaires non linéarisables globalement en utilisant une commande de rétroaction d'état dynamique non linéaire, qui diffère de backstepping puisque la forme stricte de rétroaction n'est plus nécessaire. Ensuite, sur la base de ces nouvelles idées, le problème de stabilisation transitoire des systèmes de puissance est résolu d'un point de vue centralisé, en assurant la stabilité asymptotique globale du point de fonctionnement, dans certaines conditions sur les paramètres physiques du système. Postérieurement, en utilisant uniquement les mesures locales disponibles avec la technologie existante, le contrôleur central précédent est transformé en un décentralisé, à condition que la dérivée de la puissance active à chaque générateur peut être approximativement estimée. La performance des deux contrôleurs est testée par des simulations numériques envisagent plusieurs scénarios de défaut en utilisant le système de 10 machines de Nouvelle-Angleterre. Contrairement aux solutions non linéaires ci-dessus, nous proposons une méthodologie basée sur observateur pour la stabilisation décentralisée des systèmes linéaires invariants dans le temps. L'originalité de ce travail repose sur le fait que chaque contrôleur local est fourni avec des mesures locales disponibles, il met en œuvre un observateur pour reconstruire l'état des autres sous-systèmes et utilise de manière équivalente ces estimations dans la loi de commande. Les observateurs sont conçus en suivant les principes de l'immersion et l'invariance. De plus, la classe des systèmes est identifiée par une solution d'une inégalité matricielle linéaire, à partir de laquelle on obtient les gains d'observateurs. Mots clés: Systèmes de puissance, stabilisation non linéaire et linéaire décentralisée, inégalités matricielles linéaires , immersion et invariance, contrôle adaptatif et observateurs.

Velocity sensorless control of switched reluctance motors.

Speaker: 
Erik Alfredo CHUMACERO POLANCO
Date: 
Thu, 04/10/2014 -
14:00 to 16:00
Lieu: 
Salle des séminaires du L2S (C4.1)

Membres du jury

Thése de doctorat de Trong-Bien HOANG : Observateurs commutés et compensation de retard pour les systèmes d’antiblocage des roues. Switched observers and input-delay compensation for anti-lock brake systems

Speaker: 
Trong-Bien HOANG
Date: 
Fri, 04/04/2014 -
10:00 to 11:30
Lieu: 
Salle des séminaires du L2S (C4.1)
Trong-Bien HOANG 

a le plaisir de vous inviter à sa soutenance de 

THÈSE de DOCTORAT

portant sur le sujet
      
Observateurs commutés et compensation de retard pour les systèmes d’antiblocage des roues.

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