Département d'Automatique

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Contribution à la conception d’observateurs non linéaires pour la synchronisation des systèmes chaotiques sous contraintes de communication
(FGEI UMMTO, 2022-05-26) Hamoudi Ahcene
Récemment, de plus en plus d'attention a été accordée à l'utilisation du chaos dans la transmission sécurisée de données. En effet, depuis le travail pionnier de Pecora et Carrol, qui ont démontré la possibilité de synchroniser deux systèmes chaotiques avec des conditions initiales différentes, l'utilisation de systèmes chaotiques dans une communication sécurisée a révolutionné les méthodes de cryptage traditionnelles. Dans les systèmes de communication basés sur le chaos, le message secret est masqué par le signal pseudo-aléatoire généré par le système chaotique entraîné (émetteur ou maître) conduisant à un signal inintelligible qui est transmis par le canal public au système chaotique de réponse (récepteur ou esclave). La récupération du message d'origine est possible si l'émetteur et le récepteur sont synchronisés. Cependant, l'un des problèmes majeurs de la configuration maître-esclave est l'apparition d'un retard dans le canal de transmission entre l'émetteur et le récepteur, qui est généralement causé par la distance entre les deux systèmes, et qui constitue un élément très néfaste à la synchronisation. En effet, si la synchronisation entre l'émetteur et le récepteur n'est pas correctement réalisée, il serait alors impossible de reconstruire le message secret. Par ailleurs, l'introduction des systèmes chaotiques d'ordre fractionnaire dans la conception des sché-mas de communication sécurisée augmente grandement la sécurité. En effet, les systèmes chaotiques d'ordre fractionnaire améliorent la sécurité en considérant les ordres de dérivation comme des paramètres supplémentaires de la clé de sécurité. Ainsi, une grande attention a été accordée à la synchronisation des systèmes chaotiques d'ordre fractionnaire. L'objectif de cette thèse est de développer des nouvelles méthodes de synchronisation des systèmes chaotiques d'ordre entier et fractionnaire à base d'observateurs en présence de retard dans le canal de communication (retard sur la mesure) et de perturbations (incertitudes paramétriques et perturbations externes). Dans les techniques proposées, le système esclave est composé de deux éléments : un observateur à mode glissant d'ordre supérieur qui permet d'estimer les états retardés en temps fini et sans chattering, et un prédicteur d'état qui permet de compenser le retard et ainsi d'assurer une bonne synchronisation entre les systèmes maître et esclave. Les conditions de convergence des méthodes de synchronisation proposées sont établies et des exemples numériques sont donnés pour démontrer l'efficacité des approches de synchronisation proposées.
Segmentation tridimensionnelle d’images échographiques intravasculaires (IVUS).
(FGEI UMMTO, 2022-10-01) Hammouche Abdelaziz
La segmentation tridimensionnelle (3D) d’images qui a pour but de détecter les zones ou les structures homogènes, suscite un grand intérêt dans l’analyse des images médicales en générale et des images échographiques intravasculaires (IVUS) en particulier. Les images IVUS sont produites à l’aide d’une sonde ultrason introduite à l’intérieure de l’artère, elles permettent de visualiser les structures artérielles (lumière et les parois internes de l’artère) et fournissent des informations pertinentes sur la santé de l’artère. La segmentation tridimensionnelle d’images IVUS vise à détecter les différentes structures de l’artère en 3D, notamment la lumière, en vue de quantifier d’une manière automatique et avec plus de précision (par rapport à 2D) la sé-vérité de certaines pathologies artérielles (plaque et sténose). La segmentation 3D des images IVUS demeure un grand défi tant que les textures granulaires («speckle») qui représentent les différents tissus des parois de l’artère sont difficilement discernables, notamment en présence d’artéfacts. Dans le cadre de cette thèse de doctorat, nous avons développé un algorithme de segmentation tridimensionnelle (3D) d’images IVUS dans le but de détecter les frontières 3D de la lumière des artères et de reconstruire le volume luminal. L’algorithme de segmentation développé repose sur un modèle de contour actif hélicoïdal initialisé automatiquement sur la séquence d’images IVUS. Ce contour évolue itérativement, en tenant en compte des textures granulaires, jusqu’à atteindre les frontières de la lumière de l’artère. La courbe hélicoïdale finale est utilisée pour la reconstruction 3D du volume luminal de l’artère. Cet algorithme a été validé sur 19 séquences IVUS composées au total de 8 918 images acquises in vivo sur neuf artères fémorales et sur dix artères coronaires à l’aide d’une sonde de 20 MHz et présentant de nombreuses difficultés, telles que des sténoses sévères, des bifurcations, des vaisseaux latéraux, des ombres, ainsi que d’autres artefacts. Les résultats ont révélé une bonne concordance avec les tracés réalisés manuellement par des experts (indice de Jaccard = 89%, indice de Dice = 94% et une précision = 98,5%). Notre modèle hélicoïdal s’est également avéré supérieure, en termes de rapidité et de précision, par rapport à d’autres méthodes récentes de segmentation (2D et 3D).
Surveillance et traçabilité d’animaux à l'aide d'un réseau RFID passif à faible coût
(FGEI UMMTO, 2021-03-30) Aoughlis Samir
La demande en produits d’origine animale et la baisse du nombre d’éleveurs d’animaux dans le monde augmente de façon continue. Cette diminution se fait en parallèle avec une augmentation continue de la taille des élevages sans augmentation de la main d’œuvre associée, ce qui fait que le bénéfice dégagé par l’animal est si faible que les éleveurs sont contraints d’augmenter le nombre d’animaux présents pour pouvoir bénéficier d’un revenu décent. En conséquent, le temps disponible par animal est plus limité, rendant difficile une surveillance de la santé et une gestion individuelles correctes des animaux. Le nombre croissant de technologies qui peuvent être mises en œuvre en élevage offre la possibilité de mesurer avec une précision remarquable des facettes de plus en plus nombreuses du fonctionnement comportement des animaux. Les systèmes de localisation sont devenus récemment importants pour la surveillance de la santé des vaches. Cependant, les principales limites de ces systèmes résident dans le manque d'informations sur les activités des vaches telles que l'alimentation et la boisson dans la zone surveillée. Pour dépasser ces limites, nous avons développé un capteur auriculaire non invasif basé sur une combinaison d'un système d'identification par radiofréquence à faible coût avec une unité de mesure inertielle. Avec cette procédure, les vaches sont localisées et leurs comportements alimentaires sont classés. La localisation est réalisée au moyen d'un accéléromètre et d'un gyroscope permettant l'estimation de trajectoire grâce à l'estime et à la méthode de fusion de capteurs. Cependant, des problèmes liés à l'instabilité émergent et sont résolus avec l'algorithme du filtre à particules. Afin de surveiller la position debout et les comportements alimentaires, la technique de l'arbre de décision est adoptée pour les filtrer. Les résultats obtenus ont prouvé que l'algorithme a atteint des taux de classification et de localisation élevés.
Commande d’une architecture de téléopération par la carte FPGA
(UNIVERSITE MOULOUD MAMMERI TIZI-OUZOU, 2020) Khati, Hocine
Dans ce travail de thèse, nous avons élaboré un nouveau schéma de commande bilatérale basé sur FPGA pour un système de téléopération à un degré de liberté. Un contrôleur neuro-flou adaptatif est développé pour les systèmes maître et esclave afin de contrôler la position et le couple en fonction de chaque stratégie de commande adoptée (position-position ou quatre canaux). L'apprentissage du réseau neuro-flou est effectué en ligne, en ajustant les paramètres de la conséquence des règles floues à l'aide d'un algorithme d'apprentissage basé sur les méthodes de la descente du gradient et du filtre de Kalman étendu, et cela en tirant profit du parallélisme de calcul du FPGA et sa fréquence d'échantillonnage élevée. Les contrôleurs proposés sont développés sur l'environnement Simulink de MATLAB et implémentés en utilisant les outils " Fixed-Point Tool " et " HDL Coder ". Une telle méthodologie de conception nous a permis d'obtenir un algorithme précis avec un code VHDL optimal en terme de ressources matérielles consommées, tout en réduisant le temps de conception de l'algorithme. Les résultats expérimentaux obtenus ont démontré l'efficacité des contrôleurs proposés comparant aux contrôleurs classiques PID.
Contribution à la reconnaissance automatique de caractères numériques
(Université Mouloud Mammeri, 2019-07-08) Ait Aider, Malika
Cette thèse est consacrée à la reconnaissance des chiffres manuscrits isolés en s'appuyant principalement sur la Transformée en Ondelettes Discrète (TOD), le classifieur Machine à Vecteurs de Support (SVM) et les Réseaux de Neurones Convolutifs (CNN). Quatre contributions sont apportées: La première porte sur le choix du type de l'Ondelette et des sous-bandes images générées par la TOD qui conviennent le mieux à la discrimination des chiffres manuscrits. La seconde s'est basée sur l'étude comparative de plusieurs techniques de caractérisation des chiffres manuscrits. Cette étude nous a permis alors de mettre en place une méthode d'extraction de caractéristiques associant la TOD à une technique basée sur les Histogrammes de Gradients Orientés (HOG). Toutefois, les caractéristiques dégagées restent impertinentes, nombreuses voire redondantes. Afin de surmonter cette difficulté; nous avons développé une technique de réduction et de sélection de caractéristiques qui combine l'Analyse en Composantes Principales (ACP) et la méthode de Sélection Séquentielle Ascendante (SFS). La quatrième et majeure contribution consiste en la suggestion d'un Réseau de Neurones Convolutif (CNN) permettant d'extraire des caractéristiques multiéchelles par apprentissage. Ce dernier combine le CNN standard; le classifieur SVM et la Transformée en Ondelettes.
Contribution au diagnostic et à la commande tolérante aux fautes par l’approche ensembliste
(2019-09-23) Oubabas, Hocine
Cette thèse traite le problème de mise en œuvre de techniques performantes et robustes de diagnostic et de commande tolérante aux fautes par l'approche ensembliste, en vue d'augmenter la fiabilité et la sûreté de fonctionnement des systèmes à paramètres incertains. Les travaux s'appuient sur l'arithmétique des intervalles. Nous proposons des méthodes originales et constructives de conception d'observateurs robustes à convergence globale pour une classe de systèmes linéaires et non linéaires. Elles sont basées sur l'observateur à mode glissant d'ordre 1 et la théorie des intervalles. A partir de ces résultats, des méthodes pour la génération de résidus sont proposées pour résoudre le problème de la détection de défaut et de commande tolérante aux défauts. Les comportements des résidus en présence ou en l'absence de défauts sont analytiquement étudiés.
Contribution à la commande multi-boucle fractionnaire des systèmes multivariables
(Université Mouloud Mammeri, 2019-03-11) Chekari, Tassadit
Cette thèse traite de la commande multi-boucle fractionnaire des systèmes multivariables. Ces systèmes sont caractérisés par le phénomène des interactions entre les variables d'entrée et de sortie. On s'intéresse particulièrement à développer un schéma de commande multi-boucle simple à comprendre et à implémenter tout en améliorant les performances du système en boucle fermée. Le paradigme de la commande à deux degrés de liberté est utilisé pour séparer le problème du suivi de trajectoire de celui des interactions. Ces dernières sont considérées comme étant des perturbations sur les boucles de commande obtenues lors de l'étape de l'analyse des interactions. On dimensionne alors un contrôleur d'ordre fractionnaire pour le suivi de trajectoire, le contrôleur pour la réduction de l'effet des interactions est ensuite synthétisé en définissant une fonction de sensibilité complémentaire appropriée. On a montré dans cette thèse qu'il y'a aucune difficulté d'adapter ce schéma de commande à des systèmes multivariables fractionnaires. La commande des systèmes entiers d'ordre élevé pourrait être simplifiée en utilisant ce schéma de commande. Ce dernier est implémenté sur un procédé réel qui est un système à deux entrées et deux sorties.
Synthèse de régulateurs optimaux pour les systèmes à paramètres distribués
(Université Mouloud Mammeri, 2018) Triki, Ahcene
L'objectif de cette thèse consiste à proposer des techniques de synthèse des correcteurs optimaux pour les systèmes à paramètres distribués en utilisant les deux approches de préapproximation et de post-approximation. Ainsi deux techniques de commande de système à paramètres distribués ont était proposées. La première est une technique d'optimisation d'un correcteur PID, basée sur l'approche de pré-approximation, appliqué pour asservir la température d'une barre métallique dont le modèle à paramètres distribués est approché par un modèle à paramètres localisés obtenu par identification. Après synthèse du correcteur optimale, les performances de la boucle de commande sont évaluées et validées par simulation numérique. Ensuite, l'implémentation et validation pratique du correcteur synthétisé sont réalisées avec succès. La seconde technique proposée est basée sur l'approche de post -approximation et concerne l'optimisation d'un système de commande pour un système à paramètres distribués dont les paramètres sont incertains. En utilisant le concept de l'indice caractéristique, une loi de commande géométrique est développée pour assurer la poursuite de consigne et la stabilité exponentielle en boucle fermée. Par la suite, pour assurer la robustesse du système de commande vis à vis des incertitudes, une méthode de synthèse de correcteurs optimaux, basée sur l'approche des scénarios, est utilisée pour optimiser les paramètres d'un correcteur PID définissant la variable externe du retour d'état distribué. Les performances de la boucle de commande obtenue ont été évaluées par simulation dans le cas d'un problème de chauffage de tige métallique dont les dimensions sont incertaines mais bornées.
Extension de l’approche semi-groupe à l’analyse et à la commande des systèmes à paramètres distribués bilinéaires.
(Université Mouloud Mammeri, 2018) Habrache, Nouara
Les systèmes à paramètres distribués (SPDs) bilinéaires constituent une des classes les plus importantes des SPDs non linéaires. En effet, le comportement dynamique de plusieurs phénomènes physiques peut être modélisé par un modèle bilinéaire. Cette classe de systèmes est caractérisée par le produit de l'état et la variable de commande, linéaire par rapport à l'état et linéaire par rapport à la commande mais pas aux deux simultanément. Pour la commande des SPDs, on distingue deux approches principales: l'approche de pré-approximation et l'approche de post approximation. Le principe de la première approche consiste à approximer le SPD par un système à paramètres localisés. Cette approche présente certains inconvénients qui limitent son utilisation (détérioration probable des propriétés fondamentales du système original, la difficulté d'implémentation du correcteur de dimension élevée, etc.). Le principe de la deuxième approche consiste à utiliser le modèle aux équations aux dérivées partielles directement pour l'analyse et la synthèse du correcteur. Cette approche permet d'améliorer davantage les performances puisque les propriétés fondamentales du SPD sont préservées. Le développement de la théorie des semi-groupes des opérateurs fortement continus a permis de généraliser la théorie, très développée, des systèmes linéaires de dimension finie aux SPDs linéaires. Pour les SPDs non linéaires, il est très difficile d'établir une théorie générale et l'étude se fait généralement par cas. Dans cette thèse, on s'intéresse à la commande géométrique des SPDs bilinéaires en suivant l'approche de post approximation. L'objectif est d'étendre la théorie des semi-groupes pour l'analyse de la stabilité du système corrigé. L'idée principale consiste à exploiter les propriétés spectrales de l'opérateur spatial pour l'analyse de la stabilité du système en boucle fermée.
Traitement et classification des données par filtrage.
(Université Mouloud Mammeri, 2018-12-18) Hammou, Farid
Le travail abordé dans cette thèse de doctorat concerne le traitement et la classification des données par filtrage. Il comporte principalement deux volets. Le premier volet porte sur la synthèse de filtres numériques à réponse impulsionnelle infinie (RII) à base d'une nouvelle version de l'algorithme à essaim de particules (PSO). L'algorithme proposé, nommée CHPSO, introduit le concept de Coopération et de Hiérarchisation entre les particules de l'essaim. En outre, pour résoudre le problème de stabilité bien connu des filtres RII, un opérateur de stabilisation qui force les solutions à être stables, est intégré dans le PSO sous forme d'un opérateur de mutation. L'algorithme CHPSO est utilisé pour concevoir un filtre RII passe bande très sélectif capable d'éliminer certains bruits qui parasitent les signaux Électrogastrogramme (EGG). A cet effet, un système réel d'acquisition des signaux gastriques d'une manière non-invasive a été développé. L'algorithme CHPSO proposé est également appliqué à la conception de filtres RII bidimensionnels dans le but de filtrer des images en niveaux de gris. L'algorithme CHPSO s'est montré plus efficace en termes de précision et rapidité de convergence par rapport à d'autres variantes du PSO et à plusieurs algorithmes évolutionnaires. Le deuxième volet concerne l'adaptation de méthode de filtrage par diffusion anisotropique, initialement proposée dans le traitement d'images, à la classification non supervisée des données. Cette approche statistique de la classification est basée sur la détection des modes de la fonction de densité de probabilité (fdp) sous-jacente à la distribution de l'ensemble des observations à classer. Les modes de la fdp sont assimilés aux noyaux des classes fortement peuplées et sont séparés par les vallées où les régions contenant peu d'observations. Le principe de diffusion anisotropique est exploité pour renforcer l'effet du lissage de la fdp dans les régions modales où la fdp est concave et dans les vallées où elle est convexe et faciliter ainsi l'extraction des modes de la fdp. Les résultats de simulation montrent la supériorité de la méthode proposée sur d'autres méthodes de classification bien connues dans le domaine.
Identification des systèmes fractionnaires non linéaires
(Université Mouloud Mammeri, 2018-12-11) Sersour, Lamia
La majorité des systèmes dynamiques réels sont non linéaires, et un certain nombre d'entre eux révèlent un comportement fractionnaire caractérisé par la propriété d'hérédité ; par conséquent, un intérêt considérable a été relevé pour leur identification qui reste un domaine d'étude en pleine expansion. Notre travail s'inscrit dans la continuité de ces recherches; l'objectif de cette thèse étant de développer de nouvelles méthodes d'identification des systèmes non linéaires fractionnaires en considérant la structure block orientée de Wiener. La modélisation des systèmes fractionnaires de Wiener a été réalisée en se basant sur deux modèles : la représentation d'état non linéaire polynomial (Polynomial NonLinear State Space model, PNLSS), et le modèle sous forme de régression fractionnaire. Une méthode à erreur de sortie basée sur l'algorithme de Levenberg-Marquardt (LM) a été développée pour l'identification du système de Wiener PNLSS fractionnaire. Une autre méthode heuristique, en l'occurrence la méthode à essaim de particules a été adaptée pour l'estimation des paramètres du modèle de Wiener fractionnaire avec la version SAVPSO pour le modèle PNLSS et en se basant sur le principe key term pour la deuxième représentation. Les résultats de simulation obtenus permettent de valider l'efficacité des deux méthodes.
Maintenance en ligne d'un atelier de galvanoplastie sans arrêt de production
(Université Mouloud Mammeri, 2018) Becha, Tassadit
Cette thèse traite de la modélisation, de l'analyse des performances et de la commande des systèmes à événements discrets modélisés par des graphes d'événements P-temporisés ou P-temporels. La première contribution concerne la description du comportement des graphes d'événements P-temporisés ou P-temporels par des systèmes d'équations linéaires implicites. Aussi, nous montrons que sous certaines conditions le modèle implicite proposé devient explicite. Ensuite, différents problèmes de commande sont traités. Premièrement, en considérant un fonctionnement 1-périodique, un problème de programmation linéaire est formulé pour déterminer les temps de séjour des jetons, les temps de cycles minimum et maximum du système modélisé. Par la suite, une loi de commande par retour d'état est synthétisée. Qui garantit le respect des contraintes sur la commande et sur l'état. La méthodologie proposée est basée sur les propriétés d'invariance positive et de contractivité des ensembles polyédrales. La dernière partie de ce manuscrit traite de la commande d'une ligne de galvanoplastie sans arrêt de production. Le système considéré est en fonctionnement répétitif, et il est modélisé par un graphe d'événements P-temporels. L'objectif principal est d'effectuer une tache de maintenance sur une ressource parallèle. Deux modes de fonctionnement apparaissent: le mode normal et le mode maintenance. Chaque mode est décrit par un modèle linéaire implicite et un modèle global correspondant à un système linéaire à commutation est obtenu. En utilisant la technique de la commande prédictive à base de modèle, nous calculons des gains de retour d'état stabilisant sur un horizon de prédiction infini qui permet le respect des contraintes temporelles tandis que la maintenance est effectuée.
Contribution à la transmission numérique sécurisée de données à base de générateurs de séquences chaotiques d'ordre non entier
(Université Mouloud Mammeri, 2018) Kassim, Sarah
Dans ce travail de thèse, nous avons élaboré une nouvelle approche de transmission sécurisée basée sur des générateurs de séquences chaotiques d’ordre fractionnaire. Les principaux résultats obtenus sont, en premier lieu, le développement d’une nouvelle méthode de synchronisation des systèmes chaotiques discrets d’ordre fractionnaire basée sur l’observateur exact retardé étape par étape. La synthèse de l’observateur dépend de deux conditions : la condition d’observabilité pour récupérer les états du système ; la condition de recouvrement de l’observabilité ("observability matching condition") pour récupérer les états du système et l’information noyée dans le système (inversibilité à gauche du système). Ces deux conditions sont étudiées pour cette catégorie de systèmes. Par la suite, un nouveau schéma de transmission sécurisée efficace et robuste ainsi que quelques variantes ont été élaborés en utilisant la synchronisation par observateurs développée. Des résultats de simulation sont également présentés pour mettre en évidence les performances de notre méthode. Ces résultats montrent que les systèmes proposés peuvent résister à différents types d’attaques et qu’ils présentent de bonnes performances.
Contribution à la synthèse de contrôleurs fractionnaires d'ordre réduit pour la commande des systèmes de grande dimension
(Université Mouloud Mammeri, 2018) Amoura, karima
Le travail effectué dans cette thèse porte sur la synthèse d'un nouveau type de contrôleurs fractionnaires, appelé en anglais "PID-Fractional-Order-Filter" pour la commande des systèmes entiers de grande dimension. Pour ce faire nous avons utilisé deux méthodes: la première méthode est analytique basée sur la commande à modèle interne, l'idée est d'imposer à la boucle fermée le comportement fractionnaire de la fonction idéale de Bode en boucle fermée. Pour les modèles de grande dimension, nous avons proposé deux solutions: soit en réduisant d'abord l'ordre du modèle original en utilisant une méthode de réduction, où bien en calculant d'abord le contrôleur fractionnaire à partir du modèle de grande dimension ensuite simplifier sa structure en utilisant la série de Maclaurin. La deuxième méthode proposée est empirique basée sur la réponse indicielle du système en boucle fermée, dans ce cas, la forme du contrôleur FOF-PID est fixée à priori, ensuite ses paramètres sont réglés en utilisant la méthode SOM (Setpoint Overshoot Method) qui a été adapté pour le réglage de ce type de contrôleurs fractionnaires. Cette dernière méthode de synthèse permet à la commande d'ordre non entier d'être plus accessibles aux utilisateurs industriels. Les contrôleurs ainsi obtenus en utilisant les deux méthodes ont été implémenté sur un système réel constitué d'un pendule inversé monté sur un chariot mobile.
Modelisation de contours : application à la segmentation d'images medicales de la prostate
(Université Mouloud Mammeri, 2018-03-13) Chilali, Ouardia
Parmi les techniques de traitement numérique d’images, la segmentation tient une place importante particulièrement dans le domaine de l’imagerie médicale. En effet, la détection et l’extraction de la forme d’un organe dans une image médicale est d’une grande utilité pour permettre au clinicien d’effectuer des diagnostics, préparer une intervention chirurgicale, étudier l’évolution d’une pathologie etc. C’est ainsi que l’on voit toujours paraître différents nouveaux algorithmes de segmentation présentant des performances de plus en plus élevées en termes de qualité et de précision des résultats et dans la reproductibilité de ces résultats, bien que cette reproductibilité reste difficile à atteindre de façon robuste et générique. Le thème développé dans cette thèse s’inscrit dans ce contexte et est relié aux méthodes de segmentation d’images à partir de modèles. L’approche proposée repose d’abord sur une opération de recalage d’images suivie d’une segmentation évidentielle incorporant une connaissance a priori à partir d’un modèle atlas. L’approche est ensuite appliquée à un problème clinique reconnu difficile à savoir la segmentation zonale de la prostate pour en extraire les différentes parties qui la composent alors que, pendant de nombreuses années, cette segmentation est effectuée pour extraire uniquement la glande toute entière à partir d’images de type IRM. Les performances de l’approche ont été évaluées en utilisant une base d'images représentative et multicentrique. De chaque image de la prostate de cette base, la zone de transition, la zone périphérique ainsi que la prostate toute entière ont été extraites. Les résultats obtenus pour chacune de ces zones ont été évalués et jugés très intéressants et très prometteurs.
Synchronisation des systèmes chaotiques discrets d’ordre fractionnaire pour la sûreté de communication à base d’observateurs impulsifs
(Université Mouloud Mammeri, 2018-06-23) Megherbi, Ouerdia
Dans ce travail de thèse, notre contribution vise à traiter le problème de la synchronisation des systèmes chaotiques discrets d'ordre fractionnaire. Cette synchronisation entre l'émetteur dit " maître " et le récepteur dit " esclave " a pour objectif d'assurer une transmission sécurisée de données. La méthode de synchronisation développée dans notre cas est basée sur l'utilisation d'observateurs impulsifs. Le principe de cette approche est de concevoir un observateur discret d'ordre fractionnaire afin de reconstruire les états d'un système chaotique d'ordre fractionnaire, à des instants discrets. Il s'agit en d'autres termes d'établir la synchronisation en utilisant de courts échantillons des états du système maître. Des conditions suffisantes ont été définies pour atteindre la stabilité des erreurs de synchronisation et garantir ainsi la synchronisation entre le système maître et l'observateur impulsif d'ordre fractionnaire. Subséquemment, le schéma de synchronisation a été inclus dans un système de communication à un seul canal pour chiffrer puis transmettre une image couleur. Au niveau de l'émetteur, l'algorithme de cryptage utilise les états chaotiques du système chaotique d'ordre fractionnaire maître pour chiffrer l'image originale à travers plusieurs opérations réversibles. Du côté récepteur, l'algorithme de décryptage consiste en l'utilisation des états chaotiques estimés par l'observateur impulsif pour effectuer l'inverse des étapes du cryptage. Afin d'illustrer l'efficacité du schéma de transmission proposé, des analyses et des tests ont été réalisés pour étudier sa robustesse et sa sécurité face aux éventuelles intrusions. Les résultats obtenus montrent que le système cryptographique proposé est robuste et peut résister à plusieurs types d'attaques.
Contribution à la synthèse de contrôleurs fractionnaires pour la commande multi-objectives des systèmes linéaires
(Université Mouloud Mammeri, 2017-05-11) Titouche, Kahina
Une méthode analytique pour la synthèse d'un contrôleur proportionnel intégrale dérivée ( PID) en cascade avec un filtre d'ordre non entier est proposée pour les systèmes du premier ordre à retard instables. L'algoritheme de conception est basée sur la méthode de commande à modèle interne (IMC). La structure de commande à deux degrés de liberté (2DDL) est aussi, utilisée pour améliorer les performances du système en boucle fermée. Dans cette structure, un contrôleur entier est utilisé pour stabiliser la boucle interne, puis un contrôleur fractionnaire est employé pour améliorer les performances du système en boucle fermée. La méthode de Walton- Marshall utilisée pour l'analyse de la stabilité des systèmes à retard, est ensuite utilisée, d'une part pour établir la condition de stabilité interne de la boucle fermée du système ( la partie fractionnaire du contrôleur en particulier), et, pour déterminer les paramètres du contrôleur stabilisant proportionnel (P) ou proportionnel dérivée (PD). Une application réelle est présentée afin d'implémenter la structure de commande à deux degrés de liberté pour la stabilisation d'un pendule inversé et l'asservissement du chariot sur lequel est monté le pendule.
Commande temps réel d’une classe de systèmes à événements discrets sous contraintes par l’algèbre des dioïdes
(Université Mouloud Mammeri, 2017-11-02) Tebani, Karima
Dans ce travail, nous considérons une classe de systèmes à événements discrets modélisés par des graphes d’événements temporisés (GETs) soumise à des contraintes temporelles ou à des contraintes de marquage. Nous proposons deux approches de synthèse de lois de commandes garantissant le respect de ces contraintes. La première approche est dédiée au problème de commande des GETs soumis à des contraintes temporelles. L’approche est basée sur l’utilisation de l’algèbre Max-Plus pour la modélisation du comportement dynamique de GETs. Les contraintes temporelles sont représentées par des inégalités linéaires dans cette algèbre. La deuxième approche proposée, est dédiée à la commande des GETs sous contraintes de marquage. Cette méthode est basée sur l’utilisation de l’algèbre Min-Plus. Les spécifications de marquage sont traduites par des inégalités linéaires dans l’algèbre Min-Plus. Les commandes synthétisées son des retours d’état qui peuvent être représentés par des places de contrôle connectées au GET modélisant le système considéré. Les méthodes proposées sont illustrées par des exemples inspirés du l’industrie.
Commande à base de descripteurs flous d'une architecture de génération distribuée
(Université Mouloud Mammeri, 2017-06-22) Saim, Abdelhakim
La génération distribuée d’électricité offre la possibilité d’intégrer une grande partie des sources d’énergie renouvelables à travers des interfaces d’electronique de puissance. La qualité de l’énergie dans ce type de structures dépend essentiellement de la stratégie de commande adoptée, dont le but est d’assurer des performances compatibles aux standards internationaux. Dans ce contexte, les travaux réalisés à travers cette thèse s’inscrivent dans la démarche visant à assurer un contrôle décentralisé des systèmes de génération distribués, notamment des micro-réseaux autonomes. Une structure à deux niveaux de contrôle est adoptée pour piloter localement chaque générateur. Dans ce sens, deux stratégies de contrôle permettant un suivi précis de la tension de référence et un rejet rapide des perturbations sont proposées pour le premier niveau. La première stratégie est construite sur la base d’un contrôleur multi-résonant à retours d’états stabilisants tandis que la deuxième est basée sur un contrôleur multi-résonant adaptatif, en fréquence et en gain. Cette même stratégie est reprise dans le deuxième niveau de contrôle vu sa robustesse à l’égard des variations que peut connaitre la fréquence et l’amplitude de la tension. Le deuxième niveau de contrôle assure quant à lui la répartition des charges entre les générateurs distribués via uncontrôleur de statisme modifié. Ce niveau de contrôle permet d’assurer le contrôle des flux de puissances et la répartition des charges dans le micro-réseau tout en assurant l’élimination des courants de circulation. Par ailleurs, face à la prolifération des charges non-linéaires (domestiques et/ou industrielles), l’intégration d’un filtre actif parallèle est proposée dans le but d’améliorer le facteur de puissance tout en réduisant la proportion des courants harmoniques dans le micro-réseau. Un contrôleur flou de type Takagi-Sugeno est proposé sur la base de la description floue du filtre actif. Des résultats Expérimentaux et de Co-Simulation sont présentés pour assoir la validité des stratégies développées.
Développement de méthodes de résolution de problèmes de contrôle optimal des systèmes d'ordre fractionnaire
(Université Mouloud Mammeri, 2017-07-06) Idiri, Ghania
La méthode de paramétrisation du vecteur de commande est une technique de commande optimale très utilisée. Cette méthode permet de convertir un problème de commande optimale en un problème d'optimisation statique. Le principe de la méthode consiste à approximer la commande par une combinaison linéaire, à coefficients constants, de fonctions orthogonales. Le problème de détermination de la commande optimale revient à déterminer les valeurs optimales des coefficients de la paramétrisation qui optimisent le critère de performances. Dans cette thèse, une approche permettant d'étendre la méthode de la paramétrisation du vecteur de commande aux systèmes d'ordre fractionnaire est proposée. L'idée consiste à remplacer l'expression de la commande obtenue, après paramétrisation, dans l'équation d'état et d'utiliser la méthode de l'itération variationnelle pour la résolution de l'équation différentielle résultante. En remplaçant cette solution dans le critère, on obtient un problème d'optimisation statique. Pour résoudre le problème d'optimisation obtenu, on propose d'utiliser la méthode d'optimisation globale d'Aliénor. Cette dernière permet de simplifier le problème d'optimisation puisqu'elle réduit le nombre de variables d'optimisation à une seule variable. Les différentes étapes de l'approche proposée sont résumées sous forme d'un algorithme et son efficacité est démontrée par deux exemples d'application.

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