Jérôme DE MIRAS Enseignant-chercheur

Les travaux sur l’observation par fusion de données ont démarrés au sein du projet ANR SCUAV et ont été poursuivis dans l’ANR HORUS. Le développement de méthodes adaptées à ces véhicules et en particulier aux systèmes de perception et de calcul qui peuvent y être embarqués, est une thématique incontournable. La perception, doit se faire au moyen de capteurs bas coût, dont les performances restent très inférieures à ce que l’on peut embarquer sur des engins plus lourds. De plus, s’ajoutent aux défauts intrinsèques des bruits générés par la mécanique qui ne peuvent être considérés comme ni gaussiens, ni négligeables. L’objectif fixé est d’explorer des méthodes de fusion présentant un comportement plus robuste vis-à-vis de la réalité (bruit, quantification, biais, mesures contradictoires) que les techniques généralement utilisées, c'est-à-dire des filtres de Kalman étendus. Dans ce cadre on s’intéresse à des méthodes utilisant l’approche ensembliste et un découpage de l’espace d’état en particules pavé.

Au moyen d’un modèle de connaissances imparfait mais aussi précis que possible du système à piloter, il s’agit de concevoir des algorithmes permettant la construction de lois de commande discrètes efficaces. La robustesse vis-à-vis des incertitudes de modélisation et des perturbations doit coexister avec un suivi de comportement dynamique en boucle fermé fixé à priori. En deuxième lieu on veut minimiser les moyens de calculs en ligne, dans l’optique d’une implémentation sur des microcontrôleurs. L’approche retenue consiste à construire par simulation sur un pas de temps, des tables de prédiction du comportement du système. Les données issues de cette analyse sont alors utilisées en ligne pour calculer à chaque instant des entrées de commande à appliquer au système afin de réaliser l’objectif de contrôle (inversion numérique du modèle discret entrée état). A titre d’exemple, la stabilisation d’une broche de palier magnétique actif sans pré-magnétisation a été réalisée.

Les systèmes à paliers magnétiques actifs (PMA) sont naturellement non linéaires et instables. Les PMA sont utilisés pour positionner sans contact des objets dans l’espace. Le laboratoire est équipé d’une plateforme de broche (machine tournante) totalement sustentée (mise en place lors de la thèse de l’auteur) équipée d’une architecture informatique permettant l’essai de toute forme d’algorithmes. En plus des travaux cités ci-dessus sur la commande prédictive, cette plateforme a aussi été utilisée dans le cadre d’une thèse portant sur l’amélioration du comportement de la réponse du système par insertion dans la boucle de commande d’un réseau de neurones. Son rôle est de minimiser l’erreur observée par rapport à une consigne donnée, que ce soit pour compenser des écarts dus à des erreurs de modèle ou pour éliminer l’effet d’une perturbation non connue comme le balourd. Plusieurs implantations ont été proposées et testées sur le banc d’essais.