Equipe LAETITIA Axe Sûreté de fonctionnement des systèmes dynamiques Tarek Raïssi

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Tarek Raïssi

Paris, le 24 octobre 2017

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organisée durant cette période en 3 sous-groupes de recherche : un sous-groupe « communications numériques », un sous-groupe « implémentation de solutions algorithmiques sur cibles matérielles », un sous-groupe « automatique » spécialisé dans les systèmes sûrs à commandes robustes. On ne peut qu’encourager cette évolution permettant notamment de fédérer l’activité de recherche de collègues en automatique."

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◮ Tarek Raïssi, Professeur des Universités

◮ Ryad Zemouri, Maître de Conférences

◮ Jérémy Van Gorp, Maître de Conférences, recruté en sep. 2016

◮ Thach Ngoc Dinh, Maître de Conférences, recruté en sep. 2017

◮ 4 thèses en cours

◮ Un post-doc pour janvier 2018

Tarek Raïssi Paris, le 24 octobre 2017 3 / 10

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◮ Diagnostic des systèmes complexes Systèmes non-linéaires

Prise en compte des incertitudes

Méthodes à base de modèles - méthodes sans modèles

◮ Commande tolérante aux défauts Approche active

Approche passive

◮ ^Pronostic

modèles complexes et peu précis estimation du temps de vie résiduel

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◮Diagnostic des systèmes complexes: Développement de méthodes de diagnostic de défauts pour différentes surfaces de contrôle d’avions civils (A3XX) : gouverne de profondeur . . .

Figure:Schéma simplifié de la chaîne d’asservissement de la surface de contrôle

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Embarquement : correspond à un mouvement non-commandé d’une gouverne qui pourrait atteindre les butées mécaniques de l’actionneur

Grippage ou jamming :correspond à une situation où la gouverne reste bloquée mécaniquement pendant une manoeuvre

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ANR MAGIC-SPS (2011 - 2015) : Guaranteed Methods and Algorithms for Integrity Control and Preventive Monitoring of Systems

Approche à base de données→caractérisation du bruit

Approche à base de modèle→propagation d’incertitudes (prédicteur intervalle)

⇒ Combinaison des deux approches : meilleure gestion du compromis ro- bustesse/sensibilité^a

a

R. H. Thabet, C. Combastel,T. Raïssi, A. Zolghadri, Set-membership fault detection under noisy environment with application to the detection of abnormal aircraft control surface positions, International Journal of Control, 88(9), 1878-1894, 2015.

R. H. Thabet. Surveillance Préventive des Systèmes à Incertitudes Bornées. Thèse soutenue le 9 décember 2014.

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Propagation d’incertitudes⇒Approche intervalle ( x˙= f(x,u,θ,w,t)

y=g(x,u,θ,v,t)

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

40 45 50 55 60

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

2 4 6 8 10 12 14 16

y1(t)[cm]y2(t)[cm]

t[s]

F aul t I nd i c a t o r

−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−→ F aul t I nd i c a t o r

−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−→ 0∈[r1 ]

0<[r1 ]

0∈[r2 ] 0<[r2 ]

Figure:Estimation d’état et tests de consistance

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Approche intervalle^a⇒Classes de modèles Modèles Linéaires Invariants dans le Temps Modèles Linéaires à Paramètres Variants Modèles Non-Linéaires

a

T. Raïssi, D. Efimov, A. Zolghadri, Interval state estimation for a class of nonlinear systems, IEEE Transactions on Automatic Control, 57(1), 260-265, 2012.

D. Efimov,T. Raïssi, A. Zolghadri, Control of nonlinear and LPV systems: interval observer-based framework, IEEE Transactions on Automatic Control, 58(3), 2013.

R.H. Thabet,T. Raïssi, C. Combastel, D. Efimov, A. Zolghadri, An effective method to interval observer design for time-varying systems, Automatica, 50(10), 2677-2684, 2014.

D. Efimov,T. Raïssi, Design of interval observers for uncertain dynamical systems, Automation and Remote Control, 77(2), 2016.

. . .

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I I

I Faults Detection

and Isolation (FDI)

Faults

Actuators System Sensors

Reconfiguration Mechanism

Controller u_k

u_c y_k

− +

Figure:Approche active pour la commande tolérante aux fautes

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R. Lamouchi,T. Raïssi, M. Amairi, M. Aoun, Set-membership techniques for Fault Tolerant Control of Linear Parameter-Varying systems,International Journal of Control, accepted.

Rihab Lamouchi. Commande Tolérante aux Fautes à base d’observateurs intervalles. Thèse soutenue le 30 sep. 2017.

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◮^Pronostic2: Optimisation des stratégies de maintenance Diagnostic : détection, localisation et identification des défauts

Pronostic : calcul du temps de vie résiduel (Remaining Useful Life (RUL))

⇒Objectif : développement d’une stratégie de maintenance prédictive Maintenance curative : réalisée suite à une panne

Maintenance préventive : maintenance à des intervalles de temps avant l’apparition d’une panne

2

B. Yousfi,T. Raïssi, M. Amairi, M. Aoun, Set-membership methodology for model-based prognosis, ISA Transactions, accepted.

B. Yousfi,T. Raïssi, M. Amairi, D. Gucik-Derigny, M. Aoun, Robust state estimation for Singularly Perturbed Systems, International Journal of Control, 90(3), 566-579, 2017.

E. I. Robinson, J. Marzat,T. Raïssi, Model-based prognosis using an explicit degradation model and Inverse FORM for uncertainty propagation, IFAC WC 2017, Toulouse, 2017.

B. Yousfi. Contribution à l’observation et au pronostic des systèmes incertains. Thèse soutenue le 26 Déc. 2016.

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(véhicules aéronautiques)⇒Thèse financée par l’ONERA

2

B. Yousfi,T. Raïssi, M. Amairi, M. Aoun, Set-membership methodology for model-based prognosis, ISA Transactions, accepted.

B. Yousfi,T. Raïssi, M. Amairi, D. Gucik-Derigny, M. Aoun, Robust state estimation for Singularly Perturbed Systems, International Journal of Control, 90(3), 566-579, 2017.

E. I. Robinson, J. Marzat,T. Raïssi, Model-based prognosis using an explicit degradation model and Inverse FORM for uncertainty propagation, IFAC WC 2017, Toulouse, 2017.

B. Yousfi. Contribution à l’observation et au pronostic des systèmes incertains. Thèse soutenue le 26 Déc. 2016.

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◮Bilan en quelques chiffres

3 thèses soutenues + 4 en cours

20 (+1) Publications dans des revues internationales dont 4 (+1) Automatica + 3 IEEE Transactions on Automatic Control

Un article "Survey" dans une revue internationale

24 Communications dans des Conférences internationales

Édition d’un numéro spécial dans la revue International Journal of Adaptive Control and Signal Processing

Organisation de plusieurs sessions invitées

Collaborations internationales (UNAM, Mexique + ITMO, Russie, ENIG et ENIT, Tunisie)

Collaborations nationales (INRIA - Lille, ONERA - Palaiseau, . . . )

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◮Surveillance des systèmes hybrides

Prise en compte des changements de modes

Développement de méthodes robustes pour l’estimation des systèmes hybrides Prise en compte des commutations, des incertitudes et des non-linéarités Application à des systèmes aéronautiques : couverture de plusieurs enveloppes de vol

Soumission d’un projetANR"Développement d’un système d’aide à la gestion anticipée de configurations anormales de vol".Consortium: IMS - Bordeaux (porteur), Cedric - Cnam, ONERA (Palaiseau + Salon-de-Provence)

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◮Surveillance préventive et pronostic

◮ "Data - based" :

Approche sans modèle et méthodes d’apprentissage Collaboration avec l’institut FEMTO-ST de Besançon

◮ "Model - based"

Approche avec modèle physique ou de comportement

Collaboration avec l’ONERA⇒accès à des données expérimentales

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Renforcement de l’axe avec le recrutement de deux MCF en 2016 et 2017 Ouverture vers la Robotique avec des investissements conséquents de l’établissement

Collaborations internes au sein de Laetitia (estimation et filtrage non-linéaire) Convergence avec le groupe VESPA autour de la surveillance des systèmes hybrides

Renforcement des collaborations nationales et internationales (invitation de Jorge Dávila, National Polytechnique Institute of Mexico)

Démarrage récent d’une collaboration avec "Harbin Institute of Technology", Chine (soumission d’articles)

Participation à des projets (Soumission du projet ANR Anti-Upset)