MODELISATION ET COMMANDE ROBUSTE D’UN ROBOT HEXAPODE EN PRESENCE DES PERTURBATIONS MULTIPLES

Abstract

L’avancée technologique a permis à l’homme de se substituer dans les milieux hostiles par des robots. Les robots à six pattes sont considérés à ce jour les robots les plus utilisés dans les terrains accidentés afin de réaliser des tâches complexes avec une grande stabilité et mobilité. Ceci dit, le dimensionnement de ces robots rencontre un défi de modélisation de sa posture et de contrôle de son mouvement en présence des perturbations. Dans le cadre de cette thèse, nous proposons une nouvelle approche de modélisation et de commande robuste d’un robot hexapode en présence de perturbations multiples. La structure mécanique du robot est modélisée et conçue suite à une étude et une analyse des robots à inspiration biologique. Ensuite, la modélisation géométrique inverse est élaborée pour déduire les variables articulaires nécessaires pour la réalisation des allures de locomotion adoptées par le robot hexapode (tripode, Wave et Ripple). La modélisation du mouvement nécessite de tenir compte de la vitesse, l'accélération et les forces associées. A cet effet, le modèle dynamique du robot est déterminé pour la phase d’élévation et la phase de propulsion en se basant, respectivement, sur la modélisation des robots à structure sérielle et parallèle. Le caractère non linéaire du système et les dynamiques négligées dans la modélisation constituent une source de perturbations et de limitations pour le contrôle du robot hexapode. Une méthode basée sur l’identification du comportement du système dans plusieurs intervalles de vitesse est conçue pour la modélisation de ces perturbations. Afin de satisfaire à la fois les exigences de performances en suivi des trajectoires, le rejet des perturbations internes et externes et la stabilité robuste, deux approches de contrôle sont synthétisées et comparées : H∞ et μ-Synthèse. Ce travail a conduit à identifier les approches de contrôle au niveau des deux étapes du mouvement, à savoir l’élévation est la propulsion. La première phase de mouvement peut être contrôlée par les deux approches H∞ et µ-Synthèse alors que le contrôle de la seconde phase ne peut être conclut qu’avec l’approche H∞ avec un bon compromis entre la stabilité et les performances robustes