diff --git a/424-Systeme_Non_Lineaires/Cours/chap6.tex b/424-Systeme_Non_Lineaires/Cours/chap6.tex index 21776be..bdd6a21 100644 --- a/424-Systeme_Non_Lineaires/Cours/chap6.tex +++ b/424-Systeme_Non_Lineaires/Cours/chap6.tex @@ -95,7 +95,7 @@ Si $x_2 \neq 0$, alors $\Delta(x) = vect\{(\vect{x_1 \\ x_2 \\ 2},\vect{1 \\ 1 \ Soit le système non-linéaire (1) (affine en la commande) \[ \dot{x} = f(x) + g(x)u = f(x) + \sum_{i=1}^m g_i(x) u_i, \quad x \in \R^n \text{ et }u \in \R^m \] -\begin{defin}[Commandabilité] +\begin{defin} Un système est\emph{ commandable} ssi $\forall x \in \R^n, \exists u$ tel que $x$ est atteignable dans un temps fini. \end{defin} @@ -137,25 +137,32 @@ Soit $\nabla \mathcal{V}$ l'ensemble des différentielles (gradient) des éléme \end{defin} \begin{thm}[Théorème d'observabilité] -Le système (2) est localement observable en $x_0$ si $dim \nabla \mathcal{V}(x_0) = n$ et il est observable si $\forall x \in \R^n, dim \nabla \mathcal{V}(c) = n$ +Le système (2) est localement observable en $x_0$ si $\dim \nabla \mathcal{V}(x_0) = n$ et il est observable si $\forall x \in \R^n, \dim \nabla \mathcal{V}(c) = n$ \end{thm} -\begin{example}[linéaire] +\begin{exemple}[Cas linéaire] \begin{align*} \dot{x} & = Ax + Bu = f(x) + g(x)u\\ y & = Cx = h(x) \end{align*} -\begin{align*} -\mathcal{V} & = \{ h(x), L_fh(x), L_gh, L^2_fh ,L_g^2h , L_fL_gh , L_gL_fh \dots \} \\ -\mathcal{V} & = \{ Cx, C.Ax (=L_fh(x)), C.B (=L_gh), CA^2x (=L^2_fh) ,0 (=L_g^2h) , 0 (=L_fL_gh) , CAB (=L_gL_fh) \dots \} \\ -\nabla \mathcal{V} & = \{ C , CA , 0 CA^2 , 0 , 0 , 0 \dots \} \\ -dim \nabla \mathcal{V} & = rang \vect{ C \\ CA \\ CA^2 \\ \vdots \\ CA^{n-1}} \quad \text{Critère de Kalman} +\begin{align*} + \mathcal{O} = &\{ h(x), L_fh(x), L_gh, + L^2_fh ,L_g^2h , L_fL_gh , + L_gL_fh \dots \} \\ +\mathcal{O} = &\{ Cx, C.Ax (=L_fh(x)), \\ + & C.B (=L_gh), CA^2x (=L^2_fh), \\ + & 0 (=L_g^2h) , 0 (=L_fL_gh) , \\ + & CAB (=L_gL_fh) \dots \} \\ + \nabla \mathcal{O} = &\{ C , CA , 0 ,CA^2 , 0 , 0 , 0 \dots \} \\ \end{align*} -\end{example} +\[ +\dim \nabla \mathcal{O} = {\rm rg} \vect{ C \\ CA \\ CA^2 \\ \vdots \\ CA^{n-1}} \quad \text{Critère de Kalman} +\] +\end{exemple} \begin{rem} -l'action de la commande intervient dans l'observabilité. Cette contrainte est écartée dnas le cas linéaire. +l'action de la commande intervient dans l'observabilité. Cette contrainte est écartée dans le cas linéaire. \end{rem} \end{document} diff --git a/424-Systeme_Non_Lineaires/Cours/chap7.tex b/424-Systeme_Non_Lineaires/Cours/chap7.tex index 25c8af2..3179350 100644 --- a/424-Systeme_Non_Lineaires/Cours/chap7.tex +++ b/424-Systeme_Non_Lineaires/Cours/chap7.tex @@ -1,28 +1,36 @@ \documentclass[main.tex]{subfiles} \begin{document} -\section{Commande par bouclage linéarisant} -Principe : se ramener à un comportement linéaire -%\img{0.5}{5/1} - -\subsection{Linéarisation entrées-sorties} - -Cas SISO : $u\in \R$ et $y\in\R$ - -Soit le système NL (1) (affine en la commande) : -\[ +Dans la suite du chapitre on étudiera le modèle suivant : Affine en la commande +\[(\Sigma) \begin{cases} \dot{x} & = f(x) + g(x) u\\ y & = h(x) \end{cases} \] +\section{Commande par bouclage linéarisant} +\begin{figure}[H] + \centering + \includegraphics[width=0.7\textwidth]{5/1.png} + \caption{Principe du bouclage linéarisant} +\end{figure} +% \img{0.5}{5/1} A rajouter ! +Figure a rajouter +\subsection{Linéarisation entrées-sorties} +On se place dans le cas SISO: $u\in \R$ et $y\in\R$ -\begin{defin}[degré relatif] -Le degré relatif $r$ du système (1) est défini par : -\[ r \in \N \text{ tq } L_gL_f^{r-1}h(x) \neq 0 \text{ et } \forall k < r-1, L_gL_f^{k}h(x) = 0\] +\begin{defin} + Le\emph{ degré relatif} $r$ du système $(\Sigma)$ est défini par $r \in \N$ tel que + \[ + \begin{cases} + + L_gL_f^{r-1}h(x) &\neq 0\\ + L_gL_f^{k}h(x) &= 0 \quad \forall k < r-1 +\end{cases} +\] \end{defin} -\subsection{Procédure de linéarisation} +\subsubsection{Procédure de linéarisation} On cherche $r$ par le calcul des dérivées successives de $y=h(x)$ : \begin{align*} \dot{y} & = \derivp[h(x)]{x} \dot{x}\\ @@ -33,11 +41,17 @@ On cherche $r$ par le calcul des dérivées successives de $y=h(x)$ : & = \derivp[L_fh(x)]{x}f(x) + \derivp[L_fh(x)]{x}g(x)u \\ & = L^2_fh(x) + L_gL_fh(x)u \intertext{Si $L_gL_fh(x) \neq 0$, alors $r=2$. Sinon on continue...} - y^{(r)} & = L_f^rh(x) + L_gL_f^{r-1}h(x)u - \intertext{On a $1 \leq r \leq n$ car la procédure utilise la base canonique ($x_1=y,x_2=\dot{y}$) : la commande doit apparaître au maximum à la $n$-ième dérivée.} - \intertext{On pose $v=y^{(r)} = L_f^rh(x) + L_gL_f^{r-1}h(x)u$} - u & = (L_gL_f^{r-1}h(x))^{-1}(v-L_f^rh(x)) + y^{(r)} & = L_f^rh(x) + L_gL_f^{r-1}h(x)u \end{align*} + \begin{rem} + On a $1 \leq r \leq n$ car la procédure utilise la base canonique ($x_1=y,x_2=\dot{y}$) : la commande doit apparaître au maximum à la $n$-ième dérivée. +\end{rem} + + On pose $v=y^{(r)} = L_f^rh(x) + L_gL_f^{r-1}h(x)u \ne 0$ Alors: + \[ + u = (L_gL_f^{r-1}h(x))^{-1}(v-L_f^rh(x)) + \] + \[ u = \alpha(x) + \beta(x)v , \text{ avec } \begin{cases} @@ -51,9 +65,9 @@ La nouvelle entrée de commande est $v$ telle que $u = \alpha(x) + \beta(x)v$ est le bouclage linéarisant statique car à un instant fixé, la linéarisation ne dépend que de $x$ à cet instant.\\ -\underline{Cas $r=n$} +\subsubsection{Cas $r=n$} -\begin{multicols}{2} +\begin{minipage}[t]{0.5\linewidth} Choix de la base : \begin{align*} z_1 & = y = h(x) \\ @@ -62,58 +76,82 @@ z_3 & = \ddot{y} = L_g^2h(x) \Rightarrow \dot{z_2} = z_3 \\ \vdots \\ y^{(n)} & = \dot{z_n} = L_f^nh(x) + L_gL_f^{n-1}h(x)u = v \end{align*} - -Nouveau modèle : +\end{minipage} +\begin{minipage}[t]{0.5\linewidth} +Nouveau modèle : \begin{align*} \dot{z_1} & = z_2 \\ -\vdots \\ + &\vdots \\ + &\vdots\\ \dot{z_{n-1}} & = z_n \\ \dot{z_n} & = a(z) + b(z)u = v \end{align*} -donc \[ u = \frac{v-a(z)}{b(z)} \text{ avec } b(z) \neq 0 \] -\end{multicols} +\end{minipage} +On a donc la commande suivante :\[ u = \frac{v-a(z)}{b(z)} \text{ avec } b(z) \neq 0 \] +Qui nécessite le changement de base des variables d'états : \[ z = \phi(x) = \vect{\phi_1(x) \\ \vdots \\ \phi_n(x)} = \vect{ h(x) \\ L_fh(x) \\ \vdots \\ L_f^{n-1}h(x)} \] \[ u = \alpha(x)+\beta(x)v \text{ avec } \alpha(x) = -\frac{a(z)}{b(z)}|_{z=\phi(x)} \text{ et } \beta(x) = \frac{1}{b(z)}|_{z=\phi(x)} \] -Schéma blocs : -%\img{0.5}{5/2} +\begin{figure}[H] + \centering + \includegraphics[width=0.7\textwidth]{5/2.png} + \caption{Forme normale} +\end{figure} -Modèle linéaire : +\subsubsection{Cas $r