Cet article présente une introduction à l'analyse et à la conception de systèmes à convergence rapide. L'attention principale est portée sur les dynamiques convergentes à temps fini et à temps fixe. Deux grands groupes d'approches d'analyse et de synthèse pour ce type de convergence sont décrits : celles basées sur les fonctions de Lyapunov et celles reposant la théorie des systèmes homogènes. Certains algorithmes de contrôle et d'estimation populaires, qui possèdent de telles propriétés de convergence accélérés, sont revus. Les problèmes de discrétisation des systèmes convergents à temps fini/fixe sont discutés. Tous les résultats sont illustrés par des exemples simples (scalaires ou planaires).
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Denis EFIMOV : Chercheur - Inria, Univ. Lille, CNRS, UMR 9189 – CRIStAL, F-59000 Lille, France
Andrey POLYAKOV : Chercheur - Inria, Univ. Lille, CNRS, UMR 9189 – CRIStAL, F-59000 Lille, France
INTRODUCTION
La théorie du contrôle est utilisée pour concevoir les régulateurs
des systèmes dynamiques, pour estimer les variables d’état internes
ou les paramètres des installations, pour surveiller et détecter les
défauts, dans de nombreux domaines de l’ingénierie, des sciences techniques
ou naturelles. Les exigences de qualité importantes, qui sont associées
à ces conceptions, concernent le temps de convergence des erreurs
d’estimation ou de contrôle vers zéro, et leur robustesse par rapport
aux perturbations non modélisées et aux bruits de mesure, ou aux retards
d’actionnement ou de détection. À cette fin, les concepts de convergence
en temps fini ou en temps fixe montrent leur importance, car l’imposition
de ces contraintes d’accélération à la dynamique en boucle fermée
implique également des caractéristiques de robustesse remarquables
de ces systèmes. Cet article fournit les motivations de base, les
définitions des propriétés des systèmes convergents à temps fini et
à temps fixe, avec la conception correspondante des commandes et des
observateurs d’état. Une attention particulière est accordée à la
mise en œuvre en temps discret de ce type d’algorithmes, ce qui est
particulièrement difficile. L’exposé est accompagné d’exemples simples
illustratifs.
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