Les travaux, présentés dans cette thèse, traitent de la modélisation et de la commande des robots parallèles hybrides. Ce sont des manipulateurs constitués de l'empilement de plusieurs modules à topologie parallèle.
Dans nos travaux [43], [6], [60] et [14], nous avons particulièrement étudié la modélisation des robots parallèles sous ses trois aspects : géométrique, cinématique et dynamique. Cette étude nous a permis d'établir des relations géométriques, cinématiques et dynamiques entre les deux éléments qui composent la structure parallèle : la plate-forme et les segments. Ces relations nous ont permis d'établir une méthode de calcul systématique de la matrice jacobienne inverse d'un robot parallèle, calculée en utilisant les matrices jacobiennes inverses des segments. Pour la partie modélisation dynamique des robots parallèles, la méthode retenue est e cace et simple. Premièrement, elle prend en compte toute la dynamique de la machine sans simpli cation et, deuxièmement, le robot parallèle peut être représenté par un corps unique ayant les mêmes paramètres inertiels que la plate-forme, sur laquelle on applique des forces extérieures à chaque point de connection de la plate-forme avec les segments. Ces forces sont obtenues en exprimant le modèle dynamique inverse de chaque segment dans l'espace cartésien par l'utilisation des équation de Newton Euler. Il convient de noter que, dans un premier temps, nous avons appli-qué cette méthode à un robot parallèle de type 6-UPS (communément appelé plate-forme de Gough Stewart), puisqu'il est considéré comme une bonne représentation des diérentes classes de robots parallèles et généralement l'un des plus compliqués.
Pour la partie modélisation géométrique des robots parallèles hybrides hyper-redondant, nous avons traité le problème de résolution de la cinématique inverse. Une approche d'optimi-sation non linéaire avec contraintes égalités et inégalités a été proposée. Ceci est réalisé par la technique SQP implantée dans l'algorithme de génération de trajectoire par la minimisation
proposé est original puisqu'il réalise un compromis raisonnable et satisfaisant entre les données du problème, le modèle mathématique, les contraintes imposées au système, les limitations phy-siques et les résultats souhaités.
En ce qui concerne la modélisation dynamique des robots parallèles hybrides, nous avons re-marqué que parmi plusieurs algorithmes proposés dans la littérature, un bon nombre de mo-dèles étaient e caces pour certains robots mais pas pour d'autres. C'est pourquoi nous nous sommes intéressés dans cette étude à une procédure de modélisation générale des robots hyper-redondants. A cette n, une méthode de modélisation modulaire est proposée. Elle consiste à créer un modèle multi-unités. Le modèle de chaque unité est mis en ÷uvre de façon modu-laire dans l'environnement MATLAB / Simulink, et connecté en série aux autres unités. La méthode utilisée est une méthode récursive basée sur le calcul des eorts appliqués sur les dif-férents modules de la structure les uns par rapport aux autres et par rapport à l'environnement. Cette modélisation est d'autant plus intéressante qu'elle permet d'appliquer les techniques développées pour les robots séries et parallèles et du fait de la caractéristique de modularité, elle peut être implémentée dans des algorithmes de calcul par multiprocesseur, puisque les modèles des modules constituant la manipulateur peuvent être calculés en parallèle. Nous avons, présenté une méthode récursive basée sur l'algorithme de Newton-Euler pour le calcul du modèle dynamique inverse, établi en deux récurrences, des robots parallèles hybrides à N DDL. L'intérêt de ce modèle est qu'il permet de developper un simulateur su samment générique pour être appliqué à la modélisation, la simulation, la commande et l'aide à la conception de plusieurs classes de robots à architectures modulaires.
Outre la modélisation de la dynamique, nous avons étudié un aspect de commande des robots parallèles hybrides. L'objectif est de permettre une prédiction précise mais aussi avec le moins de calculs possibles. En eet, Le modèle dynamique développé, fournit un outil simple et e cace pour le développement d'un schéma de commande approprié.
En considérant un ensemble de variables articulaires rapportées par l'algorithme d'optimisation comme consignes, à partir du modèle dynamique du manipulateur, il s'agit de faire la synthèse des contrôles pour satisfaire l'objectif de contrôle du mouvement. Nous avons considéré à cet eet, la simulation pour le cas robots parallèle et parallèles hybrides en utilisant un schéma de commande par découplage non linéaire dans l'espace articulaire. Les simulations, réalisées sous
MATLAB /Simulink permettent de donner une interprétation physique du robot. Les perspectives liées à ce travail sont les suivantes :
La génération des mouvements pour les robots hyper-redondants modulaires reste un problème à considéré pour l'établissement de commandes e caces pour ce genre de struc-tures ;
Développement de méthodes pour l'identi cation des paramètres dynamiques des robot parallèles hybrides ;
Etendre l'algorithme d'évitement d'obstacles à des approches énergétiques ;
Etendre l'algorithme d'optimisation présenté dans le chapitre 3, au comportement dy-namique du manipulateur a n d'en améliorer les performances ainsi l'intégrer dans les algorithmes de commande ;
Considération d'une modélisation multi-physique et recherche d'algoirithmes tolérants aux fautes ;
En n, mettre en place un prototype pour pouvoir appliquer l'ensemble de ces méthodes et ainsi réaliser une validation expérimentale.
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