Génie électrique

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Commande des robots mobiles : Application sur des microrobots magnétiques
(Université 20 Août 1955 - Skikda, 2024-02-26) Meziane, Larbi; EL-Hadi, Guech
Ces dernières années, un intérêt croissant pour les microrobots magnétiques est apparu, notamment dans le domaine biomédical, tel que la chirurgie mini-invasive et l’administration de mé- dicaments. En comparaison avec les systèmes robotiques médicaux conventionnels, les microrobots sont capables d’atteindre des régions plus étroites et vulnérables du corps humain tout en minimisant les dommages. L’objectif de la thèse est de développer des stratégies de commande permettant à un microrobot magnétique, de naviguer dans un environnement fluidique à savoir, la navigation endovasculaire en utilisant les gradients de champs magnétiques générés par un dispositif magnétique à base de bobines électromagnétiques. C’est pourquoi, une compréhension approfondie de l’environnement de navigation du microrobot est une étape au préalable pour développer des stratégies de commande adéquates. Les contraintes d’échauffement des actionneurs magnétiques, la variation des paramètres physiologiques de l’humain, les perturbations environnementales et les erreurs de modélisation ont tous un impact significatif sur la navigation du microrobot. Lorsqu’un opérateur est chargé d ?administrer le médicament en dirigeant le microrobot vers la zone cible, on parle de contrôle en boucle ouverte. Bien que la commande en boucle ouverte ne nécessite pas d’algorithmes de contrôle sophistiqués, mais ses performances sont généralement limitées et dépendent fortement de l’expérience et de la précision des opérateurs. Afin de surmonter ces difficultés, un système de commande en boucle fermée s’avère très utile. La dynamique des microrobots peut être considérée linéaire dans certaines régions du corps humain (exemple : la cochlée) et non linéaire dans la plupart des cas (exemple : système cardiovasculaire). Dans le cas d’une dynamique linéaire du microrobot, nous avons proposé deux approches de commande à base d’un observateur pour suivre une trajectoire de référence. La première approche consiste en une commande par retour d’état mise en cascade avec un compensateur de rejet de perturbations. La stratégie utilise aussi un observateur pour reconstruire l’état du microrobot. L’objectif est d’achever le suivi de la trajectoire dans un vaisseau sanguin en 3D. La trajectoire désirée est générée par un opérateur moyennant un joystick. La deuxième approche consiste en une commande prédictive (MPC) (MPC pour Model Predictive Control) mise en cascade avec un compensateur de perturbations pour forcer le microrobot à poursuivre une trajectoire dans un environnement fluidique en 2D. La trajectoire de référence est générée également dans cette contribution à l’aide d’un joystick, et l’état du robot est estimé à l’aide d’un observateur d’état étendu non linéaire (NESO). Dans le cas d’une dynamique non-linéaire et d’un environnement de navigation en 2D, nous avons établi un modèle flou du type Takagi-Sugeno (TS) équivalent du microrobot dans un compact de l’espace d’état. La stratégie de commande proposée consiste à utiliser une commande PDC (parallel distributed compensation) en conjonction avec un compensateur de rejet de perturbations pour réaliser le suivi de trajectoire d’un microrobot. Un observateur flou T-S est utilisé pour estimer l’état complet à partir de la position mesurée du microrobot. Afin de surmonter le problème de surchauffe des bobines et rejeter les perturbations, le réglage du contrôleur flou T-S est effectué en imposant une contrainte sur l’amplitude du gradient du champ magnétique. Les gains de la commande et de l’observateur sont déterminés en résolvant un ensemble d’inégalités matricielles linéaires (LMIs). Dans cette approche, la trajectoire de référence optimale est générée en appliquant la méthode de marche rapide (fast marching method) sur l’image IRM. Afin de démontrer l’efficacité de la stratégie de commande proposée, les performances de la stratégie de commande sont évaluées à la fois sans et avec le bruit de mesure. Une plateforme d’instrumentation a été conçue dans le cadre de cette thèse, au sein du laboratoire PRISME/ JUNIA - Châteauroux en France pour valider les stratégies de commande développées dans le cadre de cette thèse
Détection adaptative à taux de fausses alarmes
(Université du 20 Août 1955 Skikda, 2024) Nedjma, Detouche; Toufik, Laroussi
De nos jours, la quasi-totalité des environnements radar exige des systèmes dits haute résolution ou HRR (High Resolution Radar) ; autrement dit des radars dont la largeur d’impulsion est inférieure à 0.5 µs. Dans de tels cas, les données expérimentales correspondant à ce type de clutter ont montré qu’elles suivent une distribution présentant une queue plus étalée que celle de la Gaussienne. Ainsi, pour détecter des cibles évoluant dans ce type de clutter, il est nécessaire de modéliser l’environnement par des distributions non-gaussiennes. Dans la littérature radar, parmi les modèles statistiques pouvant suppléer à l’absence d’un clutter gaussien sont les distributions Weibull, lognormal et K… etc. A cet effet, plusieurs détecteurs CFAR (Constant False Alarm Rate) inhérents à ce type de clutter ont été développés dans la littérature. Le détecteur de Goldstein dit log-t-CFAR est l'un de ces détecteurs qui utilise un seuil non paramétrique. Contrairement au cas homogène où le détecteur log-t-CFAR réalise de bonnes performances de détection, ces dernières affichent une nette dégradation en présence d'hétérogénéités du clutter, tels que la présence de cibles multiples ou de bord de clutter. Pour cela, et dans l’optique d’optimiser les performances du détecteur log-t-CFAR en présence de cibles multiples dans un milieu non-gaussien de type Weibull, nous proposons l’association du détecteur log-t-CFAR à deux algorithmes de censure automatique. Dans la première contribution, les deux seuils de censure choisis sont le MLE-CFCR (Maximum Likelihood Estimator-Constant False Censoring Rate) et le WHCFCR (Weber-Haykin-CFCR). Les systèmes hybrides résultant sont, respectivement, les détecteurs H-log-t-CFAR, i.e., H-MLE/log-t-CFAR et H-WH/log-t-CFAR. En réalité, l’origine de l’hétérogénéité dans le signal échoïque peut ne pas être due à la présence de cibles interférentes mais plutôt à la présence d’un bord de clutter. Pour pallier à l’une ou l’autre hétérogénéité, dans notre deuxième contribution, nous présentons le détecteur SVI-log-t-CFAR (Switching VI-CFAR), lequel fait appel aux statistiques VI (Variability Index) et MR (Mean Ratio) pour commuter vers le détecteur log-t-CFAR dans le cas d’environnement homogène, l’un ou l’autre des détecteurs H-log-t-CFAR en présence de cibles multiples, ou le détecteur AEC-log-t-CFAR (Automatic Edge Censoring-CFAR) en présence d’un bord de clutter. Les simulations de MC (Monte Carlo) ont pu nous montrer, via le logiciel MATLAB, les performances de détection de ces nouveaux détecteurs. Les résultats obtenus ont montré, d’une part, l'efficience des deux détecteursviii hybrides dans l’amélioration des performances de détection du détecteur log-t-CFAR en présence de cibles multiples ; remarquons, cependant, que leurs performances n'ont pas pu surpasser celles du détecteur AC-MLE-CFAR (Automatic Censoring-MLE-CFAR). Pour un milieu Weibull homogène, nous montrons que le détecteur SVI-log-t-CFAR est susceptible de pister le détecteur log-t-CFAR, dont la 𝑃𝑑 (Probabilité de Détection) est un peu réduite par rapport à celle du détecteur AEC-log-t-CFAR. Dans des situations de cibles multiples, nous remarquons que le détecteur SVI-log-t-CFAR commence par pister le détecteur log-t-CFAR, puis finit par suivre l’un des détecteurs H-log-t-CFAR jusqu'à atteindre une superposition complète avec ces derniers. Nous remarquons aussi que plus il y a d'interférences, plus les performances du détecteur log-t-CFAR se dégradent et meilleures sont celles du détecteur SVI-log-t-CFAR. En présence d’un bord de clutter, nous montrons que le discriminateur d'hétérogénéité, en l’occurrence les statistique VI et MR n’induisent pas de bons résultats à faibles valeurs du CCR lorsque la taille de la sousfenêtre non homogène devient supérieure à la moitié de la taille de la fenêtre de référence. Cependant, pour des valeurs plus élevées du CCR, le discriminateur d'hétérogénéité semble surmonter un tel dysfonctionnement en permettant au détecteur SVI-log-t-CFAR de suivre fermement le détecteur AEC-log-t-CFAR. Enfin, à travers la courbe de la régulation de la Pfa (Probabilité de Fausse de Alarme), nous apercevons que le détecteur SVI-log-t-CFAR a des difficultés à discriminer toute transition de puissance qui se produit aux extrémités de la fenêtre de référence.
Stabilisation et commande robuste en poursuite de trajectoire d’un mini hélicoptère autonome
(Université 20 Août 1955 Skikda, 2024-05-29) Saber, KARED; Zahir ,AHMIDA
Ce travail vise à obtenir un contrôle optimal robuste pour le vol longitudinal et latéral de l’hélicoptère en appliquant la sensibilité mixte de l’approche 𝐻∞ norme. Les principaux objectifs sont d’assurer la stabilité et la performance robuste du système de contrôle de l’hélicoptère dans ces sous-systèmes de mouvement spécifiques. L’étude tient compte des incertitudes, des perturbations et du bruit qui peuvent affecter l’hélicoptère pendant le vol. Le modèle mathématique utilisé dans cette recherche comprend six degrés de liberté et présente de fortes caractéristiques non linéaires avec une dynamique de couplage instable. En utilisant la méthode de conception de sensibilité mixte, l’étude vise à améliorer la résilience et la performance du système de contrôle face à divers défis. Les résultats de simulation montrent que le contrôleur 𝐻∞ considéré de présente une bonne performance en présence de perturbations extérieur et de bruit dans les deux cas de vols, en vol stationnaire et en translation
Propriétés opto-électriques des films minces du dioxyde d’étain
(Université 20 aout 1955- Skikda, 2015-03-08) SEFARDJELLA, Hocine; BOUDJEMA ,Bouzid
Le travail que nous avons entamé porte sur la synthèse des couches minces de dioxyde d’étain(SnO2) en utilisant une technique à deux étapes : l'obtention d'une vapeur d'étain déposé sur un substrat en verre ordinaire puis une oxydation des couches d’étain obtenues sous air avec deux différentes températures (500°C et 600°C). Au cours de cette étude nous avons discuté l’effet du temps de recuit sur les propriétés structurales, optiques et électriques des films. Les épaisseurs des couches SnO2 obtenues avec les deux températures de recuit, augmentent avec l’augmentation du temps de recuit, suivant une loi parabolique ou la concentration des cations d’étain et des anions d’oxygènes diffusant aux interfaces oxyde-métal et oxyde-gaz est constante. La taille des grains des couches recuits à 500°C est comprise entre 15et 20nm, leurs cristallisation dans la structure tetragonal rutile est obtenue à partir de 100mn de recuit. La résistivité des couches est comprise entre 5×10-3Ωcm et 80×10-3Ωcm. Ces films présentent une certaine rugosité approuvée par l’analyse RBS, cette analyse a confirmé l’amélioration de la qualité cristalline des couches avec l’augmentation du temps de recuit.La photoluminescence, montre que ces couches présentent des défauts de structure natifs de ce matériau et qui sont (les lacunes d’oxygène et les atomes d’étain interstitiels). La taille des grains descouches recuit à 600°C est comprise entre 11 et 18nm, leurs Cristallisation est obtenue après deux heures de recuit. Ces couches, présentent une résistivité électrique comprise entre 2.510-3 ΩCm et 4.310-3 ΩCm, et qui est plus faible que celles des couches recuit à 500°C. La transmission et la réflexion des couches varient respectivement entre 50 et 80% et entre 15 et 25%, l’indice de réfraction des couches augmente de 1.78 à 1.92
Diagnostic et pronostic des défauts des Moteurs Asynchrones
(Université - 20 Août 1955 - Skikda, 2016-02-11) Tahar, BOUKRA; LEBAROUD, Abdessalam
L’importance des enjeux et les prérogatives de la fonction maintenance ont évolué ces dernières décennies accompagnant le développement industriel pour leur rôle dans le maintien et l’amélioration de la disponibilité et la sureté des systèmes, aussi bien que la qualité du produit. L’évolution vers de nouvelles pratiques de maintenance plus proactives a fait émerger des stratégies prévisionnelles dont le processus clé est le pronostic. A travers une revue riche de la littérature sur la thématique de diagnostic et de pronostic des défauts des machines électriques, nous avons orienté notre travail, concernant la première partie de notre thèse en l’occurrence le diagnostic, vers l’amélioration du taux de classification correcte des défauts du moteurs asynchrones tels que les défauts des roulements, les défauts déséquilibre des phases statoriques et les défauts cassures de barres rotoriques. A cette fin, nous avons proposé un classifieur issu directement du plan d'auto-ambiguïté. Ce dernier est choisi comme espace d’extraction des caractéristiques pertinentes. Pour la partie sélection, la dimension du vecteur de forme a été optimisée en minimisant un modèle probabiliste d'erreur de classification proposé pour l’approche statistique. Les résultats de cette approche comparés à des classifieurs intelligents à base de réseaux de neurones sont très satisfaisants. Concernant la partie pronostic, Vu l'absence de caractéristiques de pronostic pouvant être identifiées de bien représenter la progression de défaut. Nous avons proposé une approche basée sur l’identification des caractéristiques avancées de pronostic susceptibles d’améliorer la prédiction de la durée de vie utile restante (RUL). L’algorithme d'optimisation par essaim particulaire (PSO) a été employé afin d’automatiser la sélection de ces caractéristiques et le modèle semi-Markov caché (HSMM) pour estimer la prédiction de la RUL. Bien que l’approche proposée peut être appliquée au pronostic des autres composants de machine, les roulements sont choisis comme objet de recherche car leur défaillance est la cause majeure des pannes des ces machines. Les résultats des caractéristiques identifiées présentent une légère amélioration de la tendance de progression. On devrait penser, donc, à de nouvelles mesures d'aptitude.
Discretisation Des Systemes
(Université 20 aout 1955 -skikda, 2015-04-26) Mekhnache, Chafia; Ferdi, Youcef
Dans cette thèse , nous avons abordé le problème du passage du temps continu au temps direct par une approche basée sur l'interpolation des opérateurs SaZ existants dans la littérature dont le but d'améliorer les performances de discrétisation
Contribution à l’automatisation de l’analyse et de l’évaluation des risques dans les sites industriels
(Université 20 Août 1955- Skikda, 2017-02-02) Mechhoud, El Arkam; Rouaïnia, Mounira
Dans les domaines de la conception, de l‘exploitation et de la maintenance des installations industrielles, l‘analyse et l‘évaluation des risques revêt aujourd‘hui une importance capitale tant sur le plan économique qu‘environnemental et sécuritaire. Dans ce sens, les réglementations imposent de plus en plus le suivi de la sureté de fonctionnement dans les sites industriels et particulièrement ceux classés à risques. Si une multitude de travaux et de méthodes d‘analyse et d‘identification des risques industriels existe, il manque cependant une automatisation du procédé d‘analyse et d‘évaluation afin d‘assurer une meilleure prise en charge des risques et une anticipation assez importante sur les possibilités d‘accident. L'objectif de cette thèse est de mettre en œuvre un nouvel outil automatisé dédié à l'analyse et l'évaluation des risques dans les industries pétrochimiques, il est basé sur la combinaison de deux méthodes d'analyse des risques: HAZOP et AMDEC. Les scénarios d'accident sont également évalués en termes de criticité et d'économie. L'avantage principal de la présente méthode consiste à accélérer l'identification des risques, l‘évaluation des risques et la prévision de la nature et de l'impact de ces accidents. Les paramètres du process sont analysés sous une interface graphique pour faciliter l'exploitation de notre approche développée. Cette analyse automatisée met en évidence les différents écarts par rapport aux paramètres de fonctionnement de tous les systèmes dans l'installation. Les causes possibles de ces écarts, leurs conséquences et les actions de prévention sont identifiées. Les résultats obtenus sont la minimisation des risques et l'amélioration de la fiabilité du système considéré
Effet du Substrat sur les Paramètres des Structures multicouches Planaires Microondes.
(Université 20 Août 1955-Skikda, 2017-07-11) Djamel ,SAYAD; Fatiha, BENABDELAZIZ
Dans ce travail de recherche, la méthode des moments exprimée dans le domaine spectral est utilisée pour la caractérisation de deux dispositifs microondes de structure planaire à substrat ayant des propriétés électromagnétiques complexes. Ce travail est scindé en deux parties principales : la première concerne la caractérisation de la ligne de transmission microbande piégée implantée sur un substrat complexe bianisotrope, caractérisé par des tenseurs aux paramètres constitutifs pleins. Plusieurs cas de milieux complexes sont analysés et une série de résultats est obtenue concernant l'étude de l'effet des éléments des paramètres magnétoélectriques sur les paramètres caractéristiques de la ligne de transmission à savoir, la caractéristique de dispersion et l'impédance caractéristique. Une formulation mathématique laborieuse est développée dans le domaine spectral, à travers le calcul de la fonction dyadique de Green spectrale pour l’obtention de l’équation intégrale du champ électrique. Les expressions des champs électromagnétiques dans un tel milieu sont développées et présentées dans le domaine de Fourier. Dans la deuxième partie, une antenne dipôle imprimée sur un substrat à chiralité d'anisotropie gyrotropique est analysée. La formulation mathématique est effectuée dans le domaine spectral et la fonction de Green spectrale associée est développée. La méthode des moments est employée pour la résolution numérique du problème. L'utilisation de cette méthode implique l'évaluation numérique de l'intégrale de Sommerfeld lente et peu convergente. Une technique asymptotique est impliquée pour l'évaluation de ces intégrales dans le but de surmonter ces problèmes lors des calculs numériques. Dans cette partie l'effet de la chiralité gyrotropique sur l'impédance d'entrée du dipôle est analysé. Des résultats originaux sont obtenus et commentés, ce qui a fait l'objet d'une publication dans un journal de renommée internationale
Development Of An Advanced Control Laws For A Mobile Manipulator Robot
(University 20 August 1955 – Skikda, 2021) Bouzoualegh, Samir; Guechi, El-Hadi
In recent years, the control of mobile manipulator robots has been the subject of much research, due to the robots’ increasingly frequent use in dangerous or inaccessible environments, where human beings can hardly intervene. These robot models are highly nonlinear which makes the control strategy very difficult. This obliges us to offer new advanced control for controlling this type of robots, hence in this thesis we propose a new control approach based on a model predictive control (MPC) for controlling a manipulator mobile robot. The new proposed approach of control is a combination of a feedback linearization control (in order to transform the nonlinear dynamics of the system to one completely or partially linear) and an MPC control (in order to obtain better performance for the system), which constitutes the main contribution of this thesis. The control strategy of this robot is done in the following way: first we have to control the mobile base, so that it arrives ata position where the objective fits into the working space of a manipulator arm. In the second step, we must control the manipulator arm so that its end effector achieves its objective. In our work, to overcome the nonlinearity problem, we have used the feedback linearization control for the manipulator arm and Input-output linearization control for the mobile base. Once, the linear models are obtained, a model predictive control approach is developed. We have introduced a quadratic criterion and these parameters are calculated to have a specific behavior of the closed loop system. The control approach design was based on the dynamic models of the robots and we used it to control several manipulator robots and we also used it to control a differential-drive mobile robot (DDMR). The obtained simulation results show the efficiency of the proposed approach of control.
EN VUE DE L’OBTENTION DU DIPLOME DE DOCTORAT EN SCIENCES
(Université 20 Août 1955 - Skikda, 2019) Laouafi, Farida; Boukadoum, Ahcene
Le but de ce travail est de résoudre le problème de la répartition optimale de la puissance réactive (ORPD) qui est considéré comme un problème d’optimisation multivariable, avec contraintes et à fonction objective non linéaire. Les objectifs peuvent être principalement résumés dans la minimisation des pertes de puissance active dans les lignes et l'amélioration du profil de tension dans un réseau électrique en utilisant un certain nombre de moyens de contrôle tels que les sources de puissance réactive, les gradins des transformateurs réglables en charge et les tensions des JdB des générateurs (PV JdB). L’ajustement optimal de ces moyens de contrôle peut mener à une répartition optimale de la puissance réactive et à réduire au minimum les pertes de transmission. Les méta-heuristiques sont des algorithmes stochastiques capables de résoudre une large gamme de problèmes d’optimisation pour lesquels il n'existe pas de méthodes conventionnelles efficaces connues. Ces techniques sont souvent inspirées de la biologie (algorithmes évolutionnaires, évolution différentielle), de la physique (recuit simulé, algorithme de recherche gravitationnelle) et de l’ethnologie (colonies de fourmis, optimisation par essaim de particules). L’intelligence inspirée de la nature devient, de plus en plus, populaire et un nombre important de méthodes entraînées par des concepts issus de la nature ou de la biologie ont été développées. La performance d'une métaheuristique nécessite un compromis entre l'exploitation et l'exploration de l'espace de recherche. Cependant, il est rare d'avoir les deux caractéristiques dans la même méthode de recherche, où l'émergence actuelle des méthodes hybrides. Dans ce travail, nous tenterons de résoudre le problème du contrôle de tension / puissance réactive en appliquant plusieurs métaheuristiques telles que: les algorithmes génétiques améliorés IGA, l’optimisation par essaims particulaires PSO, le recuit simulé SA, l’évolution différentielle DE et deux formulations hybrides. La première est une formulation hybride entre l'optimisation par essaims particulaires PSO et les algorithmes génétiques améliorés avec un codage réel IGA. La deuxième est une formulation hybride entre l'algorithme de l’évolution différentielle DE (basé sur une population de solution) et le recuit simulé SA (basé sur une solution unique). Pour les variables de contrôle, une représentation mixte (continue / discrète) est proposée. La robustesse des techniques utilisées est testée sur deux réseaux standards de test : Ward-Hale 6 bus et IEEE 30 bus.
Vérification de la parenté par des images faciales
(Université 20 août 1955 –Skikda-, 2020) Chergui, Abdelhakim; Ouohtati, Salim
La vérification de parenté à travers des images faciales est parmi les domaines de recherche les plus actifs en biométrie et en vision par ordinateur, elle a été l’objet d’une attention croissante au cours de ces dernières années. C’est une technique qui vise à exploiter les caractéristiques du visage pour reconnaître le degré de parenté de deux individus à partir de leurs images faciales. Les recherches dans le domaine de la vérification de parenté ont donné lieu à de nombreuses et multiples applications, elle constitue le noyau de plusieurs systèmes déjà opérationnels, ces derniers, peuvent aller des systèmes simples comme les systèmes d'organisation d'album photo et de recherche historique et généalogique, jusqu’à des systèmes plus importants et plus compliqués, tels que les systèmes de recherche des membres de famille disparus, de l'identification des personnes recherchées et les systèmes de contrebande d’enfants. Notre travail s’inscrit dans le cadre de la vérification de parenté à travers des images faciales où nous proposons un système de vérification de parenté qui reçoit à son entrée une paire d'images faciales (parents, enfants) pour déterminer à sa sortie si deux personnes ont ou non une relation de parenté. L’approche proposée comporte six étapes : 1. Le prétraitement de l’image du visage dans le but d’obtenir des images faciales alignées et recadrées. 2. L’extraction des caractéristiques en se basant sur des descripteurs de texture et des modèles d'apprentissage en profondeur. 3. La représentation du visage à l'aide de la pyramide multi-niveaux (PML) pour augmenter le nombre de caractéristiques. 4. La représentation des caractéristiques jumelées avec leur normalisation. 5. La réduction des caractéristiques (projection ou sélection) pour conserver les meilleures caractéristiques. 6. La décision de l’existence d’une une parenté ou non, et ce, en utilisant un classifieur (SVM) vecteur de support de machine. L’approche proposée a été testée sur cinq bases de données de référence (Cornell KinFace, UB KinFace, Family101, KinFace W-I et KinFace W-II). Pour chaque étape, nous avons mené plusieurs expériences, et ce, dans le but de déterminer les meilleurs paramètres et les plus appropriés. La comparaison de la méthode proposée avec d’autres méthodes de pointe montre clairement que les résultats obtenus sont nettement meilleurs et bons
Contribution à l’identification et l’analyse des systèmes d’ordre fractionnaire
(UNIVERSITÉ DU 20 AOÛT 1955 SKIKDA, 2020) Bouyedd, AHocine; Ladaci, Samir
L'objectif de cette thèse a pour but d’améliorer les performances fournies par les méthodes conventionnelles utilisées lors de l'identification, la modélisation et la synthèse des contrôleurs pour commander des processus industriels comportant des retards purs importants. A cet effet, les principales contributions ont été articulées autour du développement d'un nouveau modèle fractionnaire à retard pur, i.e. FMLODT (Fractional Multi-Low-Order plus Dead-Time) où ce dernier possède une puissance fractale supplémentaire portée sur leur transfert d’ordre non entier. L’optimisation de ses paramètres a été fondée sur les algorithmes génétiques qui assure la bonne minimisation d’une fonction objective formulée via l’écart quadratique moyen générée par la distance entre le modèle de prédiction et le système réel. Ce modèle résultant a été factorisé en deux sousmodèles à savoir : modèle fractionnaire sans retard, qui a été exploité pour la synthèse du contrôleur stabilisant la boucle de commande et un modèle fractionnaire à retard comportant la puissance fractale proposée. L’ensemble modèle-système a été associé en utilisant le principe de prédicteur de Smith. Toutefois, la sortie du modèle a été comparée avec celle fournie par le système réel ce qui génère un écart de modélisation ajouté dans la chaine de retour du système bouclé. Cela nécessitant la synthèse d’un contrôleur robuste qui fait l’objet d’une deuxième contribution. A cet effet, on proposé la synthèse d’un contrôleur robuste d’ordre non entier basé sur le principe PS. Les paramètres de ce dernier sont fournis analytiquement en utilisant le principe de la commande adaptative utilisant le modèle de référence TTFOR (Three Terms Fractional-Order Reference). Une autre contribution a été proposée pour la synthèse du contrôleur PIλDµ d'ordre fractionnaire où les paramètres ont été optimisés par les algorithmes génétiques GA. L’optimisation est basée sur minimisation d’une fonction coût, définie graphiquement par l’interfaçage graphique du Simulink. Elle représente donc le critère ITAE (Integral of Time and Absolute Error) pour l’optimisation de cinq paramètres construisant le transfert du contrôleur fractionnaire souhaité. Finalement, une validation est effectuée pour confirmer l’efficacité de cette nouvelle stratégie de commande. Cette dernière a été appliquée à deux systèmes à savoir : un véhicule électrique et un processus hydraulique. Les résultats de simulation confirment l'efficacité de la nouvelle configuration du PS proposé en comparaison avec les performances fournies par la modélisation utilisant les transferts d’ordre entier ou la synthèse basée sur les contrôleurs conventionnels d’
CONTRIBUTION A L’UTILISATION DES TECHNIQUES D’INTELLIGENCE ARTIFICIELLE POUR LA DETECTION ET LA LOCALISATION DE DEFAUT DANS LA MACHINE ASYNCHRONE
(UNIVERSITE DU 20 AOÛT 1955 – SKIKDA, 2018) Bounab, Djamila; BAHI, T
L'utilisation croissante des moteurs asynchrone a pris une grande importance au cours des dernières décennies. Ce type de moteur est largement utilisé comme dispositif de système électromécanique grâce à leur robustesse, leur fiabilité et leurs simples technologies de conception. Toutefois, malgré leurs avantages un défaut d’un de leurs composants peut entrainer des conséquences fâcheuses sur la production, la continuité de service et des pertes inestimables. Alors, le développement de moyens permettant de détecter et diagnostiquer de manière précoce les défauts éventuels est primordial. C’est dans ce cadre que s’inscrit l'axe principal de recherche du travail réalisé dans cette thèse. Il concerne essentiellement le diagnostic de défauts de la machine asynchrone à cage par les techniques intelligentes : logique floue et réseaux de neurone. Cette approche présente une grande capacité de mémorisation des réseaux de neurones et la capacité de développement de raisonnement heuristique de la logique floue.
Détection et Diagnostic des Systèmes à Energie Renouvelable application " Eolienne "
(Université - 20 Août 1955 - Skikda, 2020) OUANAS, Ali; Medoued, Ammar
Au cours des vingt dernières années, la capacité éolienne mondiale a augmenté rapidement avec une puissance installée estimée à environ 433 gigawatts en 2015. L'énergie éolienne a fourni le plus d’électricité par rapport aux autres énergies renouvelable, il représente la moitié de la croissance mondiale de l’électricité. Les enjeux pour rendre cette énergie compétitive aux autres sources classiques c’est de réduire les couts de maintenances inattendues des composants d'éoliennes. A travers une revue riche de la littérature sur la thématique de diagnostic des défauts des systèmes éoliens, nous avons orienté notre travail, concernant la première partie de notre thèse en l’occurrence le diagnostic, vers la détection du défaut de pignon de la boite de vitesse, les défauts des roulements, les défauts déséquilibre des phases statoriques et les défauts de cassures de barres rotoriques du moteur à induction utilisé dans la configuration électrique du système positionnement . A cette fin, nous avons étudié la forme théorique du signal de vibration du pignon de la boite de vitesse d’une éolienne de 3MW (sain et avec défaut) pour déterminer la forme spectrale et les composantes fréquentielles générées par le défaut. L’analyse spectrale d’un défaut réel a montré qu’il y a un nombre important des bandes latérales qui font face à la détection. Une technique alternative a été introduite pour surmonter les problèmes de l’utilisation du signal de vibration. Les résultats de cette approche concernant la détection et la classification sont très satisfaisants. Le mécanisme de positionnement a occupé une très grande importance dans la chaine de conversion de l’énergie du vent en électricité. Son rôle et de maintenir la nacelle face au vent. La configuration électrique qui utilise le moteur à induction est largement exploitée. Les techniques de détection des différent types de défaut qui peut nuire au fonctionnement de ce mécanisme répondent aux diverses difficultés et contraintes rencontrées lors du diagnostic, tels que le niveau de charge et les perturbations de la source d’alimentation. En revanche, cette technique est applicabl
Contribution à l’étude des machines synchrones à aimants permanents en structure de Halbach
(Université Du 20 Août 1955 – Skikda, 2020) Bouloukza, Ibtissam; Mordjaoui, Mourad
Récemment, plusieurs machines et dispositifs électriques de haute énergie utilisent des aimants permanents avec différentes directions de pénétration du flux. Pour la conception et le dimensionnement de ces systèmes électromécaniques, il faut connaître la répartition du champ magnétique dans chaque partie du système magnétique et en particulier au niveau de l'entrefer où s'effectue la conversion d'énergie. Deux modèles sont présentés à la fois pour la structure traditionnelle des aimants radiaux et la structure de Halbach. Le calcul du modèle analytique de la distribution du champ magnétique du rotor interne à noyau de fer du moteur synchrone à aimant permanent monté sur la surface du rotor est basé sur l'évaluation et les équations aux dérivées partielles de Maxwell complétées par la loi du matériau à vide, et le calcul du modèle numérique est basé sur la MEF en considérant l'effet des encoches du stator. L'induction du champ magnétique dans l'entrefer et l'aimant, et l'expression analytique du F.c.e.m de retour sont présentés. Selon les calculs analytiques et numériques, et l'analyse harmonique, le MSAP aimanté par la structure de Halbach fournit un couple plus élevé et une meilleure performance que l’aimantation radiale classique. Pour effectuer le travail, une conception optimisée de MSAP basée sur l'analyse du flux du moteur à aimant permanent monté sur la surface est proposée pour avoir un poids minimum, un rendement maximal et un couple élevé. Tout d'abord, le modèle de moteur simplifié est présenté de manière à fournir une solution analytique pour des paramètres optimaux du moteur en fonction de la masse. Deuxièmement, la méthode de Monte-Carlo est utilisée pour calculer les dimensions optimales du moteur pour des valeurs de paramètres matériels donnés et les résultats obtenus ont été comparés aux relations optimales dérivées de l'analyse. Selon les résultats obtenus, le but essentiel du travail a été atteint, le poids a été réduit de 24 %, le rendement a été amélioré de 8 % et le couple nominal a été élevé de 40 %. L'approche de conception proposée présente, également, l'avantage de réduire considérablement le cycle de conception. À la suite des recherches précédentes, une nouvelle étude de conception pour un moteur à aimant permanent triphasé est proposée. La machine à flux radial et rotor interne comporte des aimants à 12 pôles et un stator monté en surface comporte 36 bobines entourant le noyau. Initialement, une étude magnétostatique a été réalisée, puis une analyse par la MEF transitoires 2D a été exécutée pour vérifier la conception du nouveau concept. Ensuite, une analyse harmonique est effectuée pour voir l'impact des harmoniques sur la performance de la conception et la réalisation d'un bon prototype. La nouvelle machine conçue est attrayante, car elle donne une structure de champ symétrique en fonctionnement et les caractéristiques de couples électromagnétiques et la forme d'onde de courant sont bonnes pour différentes ouvertures d'aimants
Commande robuste des systèmes en réseau
(Université 20 Août 1955 - Skikda, 2020) Rouamel, Mohamed; Gherbi, Sofiane
In recent years, the control system is becoming decentralized in location and more extensive in scope, making it difficult to be implemented in the traditional point-to-point configuration. Therefore, the networked control system (NCS) is introduced to replace the traditional control due to its benefits in the wide industrial areas such as reduced installation costs, better maintainability, and greater flexibility, where the control loop is implemented via communication networks, and the data is transmitted between its different components through a limit communication channel. However, the use of communication channels in the control loop causes many problems and constraints such as network bandwidth limit, network-induced delays, packet loss, packet disordering, scheduling protocols, and variable sampling. These negative factors can degrade the NCSs performance and even lead to its instability. This thesis takes into account these problems in the analysis and the synthesis of NCSs where it analyses the robust stability and design of a new controller for NCSs subject to network-induced delay and packet dropout. The main contribution of this thesis is based on the reduction of the effect of network-induced imperfections on the stability of the networked system through deriving robust less conservative stability conditions and design a new control low ensuring the stability and good performance of networked systems subject to the maximum possible of these imperfections. And in addition, this work investigates the different modeling of NCSs such as stochastic, deterministic, and hybrid that mimic reality to use it in the analysis and synthesis of networked systems. Finally, the stability conditions obtained are tested using numerical illustrative examples representing different NCSs with network-induced imperfections, as well as a comparison with other existing methods in terms of conservativeness and robustness
Traitement d’images par des Algorithmes Basés sur Le Calcul Fractionnaire
(Université 20 aout 1955 Skikda, 2018) Mekideche, Mohammed; Ferdi, Youcef
Dans un système de traitement d‟images, la segmentation est l‟opération la plus importante. Actuellement, il n‟existe pas de méthode universelle, et toute technique n‟est efficace que pour un type d‟application donné. En raison de ces contraintes, les diverses stratégies de traitement d‟image qui ont été proposées ont affirmé leurs insuffisances et leurs limitations. Il est donc tout à fait normal d‟explorer de nouveaux horizons et de trouver de nouvelles méthodes plus souples et plus efficaces. Alors, dans notre contribution nous avons exposé une nouvelle approche de segmentation des contours basée sur le calcul d‟ordre fractionnaire. Ainsi, nous avons donné des exemples d‟application des opérateurs dérivatifs d‟ordre fractionnaire concernant les fonctions de filtrage et de détection des contours. L‟intérêt essentiel de l‟utilisation des opérateurs d‟ordre fractionnaire dans la détection des contours réside dans le dépassement de l‟étape de filtrage préalable. Alors, ce qui permet de simplifier la complexité des calculs et réduire le temps d‟exécution qui est un facteur essentiel dans les applications en temps réel. L‟évaluation de cette contribution s‟incarne dans les résultats de simulation qui semblent assez prometteuses comparativement aux approches de segmentation classiques des contours.
Codage Canal et Techniques Efficaces de Décodage Itératif
(Université 20 Août 1955 de Skikda, 2018-07-01) AMAMRA, Imed; DEROUICHE, Nadir
L’utilisation d’algorithmes itératifs est aujourd’hui largement répandue dans tous les domaines du traitement du signal et des communications numériques. Dans les systèmes de communications modernes, les algorithmes itératifs sont principalement utilisés dans le décodage des Turbocodes et des codes LDPC (Low-Density Parity-Check), qui sont deux classes de codes correcteurs d’erreurs utilisés pour leurs performances exceptionnelles en terme de taux d’erreur. La nature itérative des algorithmes de décodage et leur complexité relative présentent encore un défit face à leur implémentation, tout en se conformant au contraintes de débit et de latence, dans les nouvelles normes des systèmes de télécommunication. Ce problème étant non entièrement résolu dans la littérature, fait objet de cette thèse. Nous avons deux contributions principales pour l’amélioration du décodage itératif des Turbocodes. Notre première contribution est un critère d’arrêt anticipé du processus de décodage itératif, qui est conçu en observant le comportement du rapport de vraisemblance logarithmique LLR des sorties a posteriori lors du décodage. Nous montrons par des simulations que notre méthode en comparaison avec des méthodes de référence, atteint de bonne performance de décodage en terme du taux d’erreur binaire BER, tout en réduisant considérablement le nombre d’itérations moyen. Notre deuxième contribution est une technique d’amélioration et d’optimisation du décodage itératif conçu sur deux phases. Premièrement, un test de convergence par l’analyse de l’entropie croisée, est utilisé pour sélectionner les bits non-convergents et établir une règle d’arrêt anticipé efficace. Ensuite, une approche adaptative pour le calcule d’un facteur de normalisation est appliquée à l’information extrinsèque des bits non-convergents précédemment sélectionnés, et qui est échangée entre les deux composant-décodeurs du Turbocode. Les résultats de simulations, du critère proposé montre une application intéressante dans un système de retransmission automatique hybride HARQ combinant un protocole de contrôle d’erreur et un Turbocode, où la complexité de décodage est considérablement réduite. Ainsi cette méthode montre une adaptabilité en vers les changements des conditions du canal en terme de rapport signal-à-bruit.
Transmission sécurisée des images par cryptage basé sur les systèmes chaotiques 1-D, dans les systèmes de communication.
(Université 20 août 1955 Skikda, 2020) Herbadji, Djame; Derouiche, Nadir
La transmission d’informations numériques nécessite un grand secret, en particulier pour les images numériques. L’utilisation d’algorithmes de chiffrement conventionnels tels que Rivest - Shamir - Adleman, la norme de chiffrement avancée et la norme de chiffrement des données ne sont pas devenues suffisamment valides pour protéger tous les types d’images numériques. Pour cette raison, le chiffrement des images est devenu un défi urgent et une préoccupation à attirer de nombreux chercheurs ces dernières années. Plusieurs schémas de cryptage d’images ont été développés en utilisant diverses techniques telles que la théorie quantique, le codage de l’ADN, la théorie du chaos. Cependant, la plupart des schémas proposés présentent plusieurs échecs au niveau de la sécurité. Dans le cryptage d’image basé sur des cartes chaotiques, la sécurité de l’algorithme de cryptage dépend de la caractéristique des cartes chaotiques et la structure de l’algorithme, donc une meilleure distribution des cartes chaotiques est nécessaire. Cependant, les systèmes chaotiques classiques tels que les cartes logistiques et quadratiques souffrent de nombreuses faiblesses, notamment la gamme limitée de leurs conduites chaotiques, en plus de la distribution non uniforme des données des séquences chaotiques générées. Les cartes chaotiques avec des comportements chaotiques faibles peuvent rendre les cryptosystèmes vulnérables aux attaques et peuvent être facilement brisées. Dans ce travail, nous avons suggéré trois techniques différentes pour surmonter les inconvénients de ces cartes chaotiques en améliorant les propriétés de la distribution chaotique pour de meilleures performances et efficacité de cryptage d’image et aussi pour surmonter les limites des algorithmes de cryptage d’image existants.
Development Of An Advanced Control Laws For A Mobile Manipulator Robot
(University 20 August 1955 – Skikda, 2021) Ouzoualegh, Samir; Guechi, El-hadi
In recent years, the control of mobile manipulator robots has been the subject of much research, due to the robots’ increasingly frequent use in dangerous or inaccessible environments, where human beings can hardly intervene. These robot models are highly nonlinear which makes the control strategy very difficult. This obliges us to offer new advanced control for controlling this type of robots, hence in this thesis we propose a new control approach based on a model predictive control (MPC) for controlling a manipulator mobile robot. The new proposed approach of control is a combination of a feedback linearization control (in order to transform the nonlinear dynamics of the system to one completely or partially linear) and an MPC control (in order to obtain better performance for the system), which constitutes the main contribution of this thesis. The control strategy of this robot is done in the following way: first we have to control the mobile base, so that it arrives ata position where the objective fits into the working space of a manipulator arm. In the second step, we must control the manipulator arm so that its end effector achieves its objective. In our work, to overcome the nonlinearity problem, we have used the feedback linearization control for the manipulator arm and Input-output linearization control for the mobile base. Once, the linear models are obtained, a model predictive control approach is developed. We have introduced a quadratic criterion and these parameters are calculated to have a specific behavior of the closed loop system. The control approach design was based on the dynamic models of the robots and we used it to control several manipulator robots and we also used it to control a differential-drive mobile robot (DDMR). The obtained simulation results show the efficiency of the proposed approach of control

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