Conférences plénières

Les JNMACS accueilleront 4 conférenciers pléniers pour chacun des axes du GdR.

Axe 1 : Systèmes de commande et interactions

Gildas Besançon, Professeur à Grenoble INP, chercheur au sein du Gipsa-Lab, membre IUF

Observations sur les observateurs: de la persistance de questions à la question de persistance

Résumé : La synthèse d'observateur pour les systèmes non linéaires suscite un intérêt grandissant depuis plusieurs années, et reste un enjeu indéniable pour la commande ou la surveillance de tels systèmes. Plusieurs approches ont en effet déjà été proposées dans la communauté selon le type de système considéré, mais différents problèmes restent ouverts. Parmi les difficultés propres aux  dynamiques NON linéaires se trouve celle des systèmes dits NON uniformément observables, c'est-à-dire des systèmes pour lesquels l'observabilité dépend de l'entrée appliquée. Cette situation conduit à la notion d'entrée, ou excitation, "persistante".
Sur la base d'un certain état des lieux sur les questions d'observabilité et observateur pour systèmes non linéaires, la présentation sera une opportunité pour faire un point sur ce problème spécifique d'excitation persistante, et discuter de quelques travaux récents vers sa résolution.

Bio : Gildas Besançon received an electrical engineering diploma in 1993, and a PHD degree in control in 1996, both in Grenoble, France. After a stay at Rome University La Sapienza, Italy, he joined the Institut National Polytechnique de Grenoble  in 1998. He got the French degree of ‘Habilitation à Diriger des Recherches’ in 2002, and became a full professor at Grenoble INP in 2010, where he is also distinguished as a member of Institut Universitaire de France. His research activities are held at the Control Systems Department of Gipsa-lab - where he is currently the head of  the research group on 'nonlinear and complex systems', and they address various topics about such systems, with a special interest in observer issues, and applications in energy, hydraulics or micro/nano-sciences.

Axe 2 : Modélisation, aide à la décision et supervision

Ali Zolghadri, Professeur à l'Université de Bordeaux, chercheur au sein d'IMS

Tolérance aux fautes et diagnostic à base de modèle en aéronautique : des résultats d’aujourd’hui aux défis de demain

Résumé : Les activités liées au diagnostic de fautes et à la reconfiguration automatique couvrent un champ thématique vaste incluant la détection, la surveillance, la validation des données recueillies et la prise de décision concernant la reconfiguration du système (commande) ou de ses objectifs (guidage). Le domaine aéronautique offre de nombreuses possibilités d’investigation scientifique sur l’ensemble de ces thématiques.  Nous présentons dans cet exposé quelques développements méthodologiques récents en diagnostic à base de modèle qui ont abouti à des niveaux de validation industrielle élevés en termes de TRL (niveaux de maturité technologique). Ces méthodes portent en particulier sur les techniques de différentiation par modes glissants, tests de décision paramétriques, observateurs et filtrage H_∞/H_- et filtrage non linéaire local. Certaines de ces techniques ont fait l'objet de plusieurs vols d'essai à bord d’un Airbus A380 (environ 70 heures de vol), et une méthode de surveillance du système de commandes de vol a été certifiée pour être embarquée à bord du long courrier de nouvelle génération d’Airbus l’A350, dont le premier vol commercial a eu lieu le 15 janvier 2015.

Bio : Ali Zolghadri received the Ph.D. degree in Automatic Control in 1992 from the University of Bordeaux, France, where he is now a Full Professor of control engineering. His main current research areas include model- based fault diagnosis, fault tolerant control and guidance, modeling and observer design and health management and operational autonomy for complex safety-critical systems. He has authored and co-authored over 70 papers in leading international peer reviewed journals, about 130 communication in international conferences, one book and ten book chapters. He is a co-holder of twelve patents (French and US) in the aerospace field. Dr. Zolghadri has been the coordinator of a number of collaborative French and European research projects and actions in control and aeronautics, and received an award for excellence in 2010 from the French Aeronautics and Space Foundation. He is member of Executive committee of Aerospace Valley World Cluster (France) and co-responsible of strategic activities in “enhanced operational conditions for aerospace vehicles”.

Axe 3 : Systèmes de production de biens et de services

Paul Valckenaers, Professeur à l'Université de Louvain, chercheur au département de Génie Mécanique

Conception pour l'inattendu : produits, production et clients intelligents

Résumé : Des avancées fondamentales dans la conception de composants intelligents - utiles pour l'usine du futur - ont montré que ceux-ci doivent être conçus pour l’inattendu. Plus précisément, ces composants ont été conçus pour s’accommoder/s'adapter à l'intégration de toute nouvelle expression de demande, qui est typiquement une variable inconnue au moment de la conception du système de pilotage.

La conception pour l'inattendu, tout d'abord, représente à l'identique ce qui, du contexte, existe déjà : les produits, les équipements et les clients. Souvent cela induit d'assurer la mise à jour de cette représentation. Tout d'abord, les étapes de conception à l'identique de la réalité ne nécessitent jamais de défaire sauf au niveau du syntaxe (cher lecteur, devinez pourquoi). Deuxièmement, la conception pour l'inattendu limite l'inertie des choix de conception qui peuvent nécessiter de les défaire (pour répondre aux futures intégrations de la demande). Cela induit des allocations de ressources spécifiques/explicites, entre autre. En effet, cela conduit à une limite quand, dans le pire des cas, un composant doit être remplacé quand il se révèle inadapté pour l'intégration.
La conception pour l'inattendu appelle à l'application des éléments ci-dessus mentionnés. La représentation à l'identique de la réalité implique qu'il doit y avoir des produits, équipements et client intelligents. C'est une erreur de réduire les entités pertinentes (utiles) de la réalité à des données alors qu'elles nécessitent l'usage/l'expression d'un langage puissant et souvent des process informatiques s’exécutant de manière autonome. Cela induit une "conception VIP" – un « Very Important Person » recevra un service personnalisé organisé par son « butler » (produit intelligent) et livré par des spécialistes (outils intelligents) – plutôt qu'une ligne de production constituée d'équipements intelligents exécutant des "scripts" définissant des produits ou des produits intelligents passant sur des postes de travail sans intelligence.

Par ailleurs, technologies et artefacts nécessitent un nombre d'utilisateurs suffisant au vu de leur complexité. Cela conduit à des architectures de référence et à des systèmes qui décomposent le global en composants afin de pouvoir servir le maximum d'usagers. L'ARxTI sera présenté car précisément son objectif est de servir un nombre important d'usagers par/grâce à ses constituants. C'est un raffinement de PROSA. Finalement, une image à l'identique d'un contexte doit être et sera la seule vrai/réaliste source d’information dans la conception. Le système multi-agents (délégués) est utilisé pour sauvegarder les bénéfices de cette source de réalité unique lors de la mise en œuvre des informations qui elles ne sont pas associées avec leurs réelles sources (les objets physiques les concernant).

Bio : Paul Valckenaers is a senior researcher at the Mechanical Engineering department of the KU Leuven, Belgium. He holds a MSc in numerical mathematics (1983), a MSc in software engineering (1985), a postgraduate in industrial management (1990) and a PhD in mechanical engineering (1993). Since 1986, Paul Valckenaers has investigated decentralized control of manufacturing systems. He is the chair of the IFAC Technical Committee 5.1 on Manufacturing Plant Control and associate editor of Computers in Industry. He is a full-time researcher and has actively participated in 20 international (EU and IMS) and national research projects. He has published over 160 papers. His main research topic is "design for the unexpected" focusing on execution systems - covering manufacturing execution systems, logistic execution systems, intelligent traffic systems, smart grid, fleet robotics. The research emphasizes situational awareness in open systems and unpredictable environments rather than optimized decision making. His research on self-organizing can be summarized as "predicting the unexpected." The foundation of his research consists of insights in the mechanisms that prevent successful integration of system components into larger systems. His research applies insights from complex-adaptive systems theory, biology (i.e. stigmergy) and bounded rationality

Axe 4 : Domaines applicatifs et objets d'études

Christelle Pittet, Ingénieur de Recherche au CNES

Les problématiques de commande et d’estimation pour le contrôle d’attitude des satellites

Résumé :Le sous-système de contrôle d’attitude et d’orbite(SCAO) assure l’orientation correcte du satellite sur son orbite, à la fois pour les besoins de la mission (orientation de la charge utile vers la cible d’intérêt), mais aussi pour des besoins de servitude (contrôle thermique, alimentation électrique, communications avec la Terre, corrections d’orbite, etc.). Il est composé des éléments classiques d’une boucle d’asservissement : capteurs, actionneurs, et logiciel de vol embarqué, et le cahier des charge est lui aussi relativement standard (suivi de consigne, rejet de perturbations). Mais les contraintes liées à l’espace nous éloignent des solutions terrestres : dynamique en microgravité différente, environnement spatial changeant pendant la durée de vie du satellite, fortes limitations en encombrement et puissance disponibles pour les équipements, intervention sur le matériel  impossible après le tir, et limitée sur le logiciel, communications intermittentes avec le satellite,  calculateur embarqué peu puissant. Les solutions doivent donc être robustes, simples, mais aussi performantes, avec un fort niveau d’autonomie bord. Dans cet exposé, nous verrons que la boucle de contrôle d’attitude des satellites peut servir de support à un grand nombre de thématiques de commande et estimation : système non-linéaire, commande périodique, retards, saturations d’actionneurs, commutations, temps variant, commande robuste, commande tolérante aux pannes, etc. Enfin, au travers d’exemples sur la filière de microsatellites MYRIADE du CNES, nous montrerons quelques résultats de recherche qui ont fait l’objet de démonstration en vol.

Bio : Christelle Pittet received the engineering degree in aeronautics from Ecole Nationale de l’Aviation Civile, Toulouse, France, in 1995 and her PhD degree in Automatic Control in 1998 from University Paul Sabatier of Toulouse. She has been with the French Space Agency (CNES) since 2000, as Attitude and Orbit Control System expert, where she is in charge of advanced control studies, project development and in flight analysis.