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Theses

Geometric analysis of differential-algebraic equations and control systems : linear, nonlinear and linearizable

Résumé : Dans la première partie de cette thèse, nous étudions les équations différentielles algébriques (en abrégé EDA) linéaires et les systèmes de contrôles linéaires associés (en abrégé SCEDA). Les problèmes traités et les résultats obtenus sont résumés comme suit : 1. Relations géométriques entre les EDA linéaires et les systèmes de contrôles génériques SCEDO. Nous introduisons une méthode, appelée explicitation, pour associer un SCEDO à n'importe quel EDA linéaire. L'explicitation d'une EDA est une classe des SCEDO, précisément un SCEDO défini, à un changement de coordonnées près, une transformation de bouclage près et une injection de sortie près. Puis nous comparons les « suites de Wong » d'une EDA avec les espaces invariants de son explicitation. Nous prouvons que la forme canonique de Kronecker FCK d'une EDA linéaire et la forme canonique de Morse FCM d'un SCEDO, ont une correspondance une à une et que leurs invariants sont liés. De plus, nous définissons l'équivalence interne de deux EDA et montrons sa particularité par rapport à l'équivalence externe en examinant les relations avec la régularité interne, i.e., l'existence et l'unicité de solutions. 2. Transformation d'un SCEDA linéaire vers sa forme canonique via la méthode d'explicitation avec des variables de driving. Nous étudions les relations entre la forme canonique par bouclage FCFB d'un SCEDA proposée dans la littérature et la forme canonique de Morse pour les SCEDO. Premièrement, dans le but de relier SCEDA avec les SCEDO, nous utilisons une méthode appelée explicitation (avec des variables de driving). Cette méthode attache à une classe de SCEDO avec deux types d'entrées (le contrôle original et le vecteur des variables de driving) à un SCEDA donné. D'autre part, pour un SCEDO linéaire classique (sans variable de driving) nous proposons une forme de Morse triangulaire FMT pour modifier la construction de la FCM. Basé sur la FMT nous proposons une forme étendue FMT et une forme étendue de FCM pour les SCEDO avec deux types d'entrées. Finalement, un algorithme est donné pour transformer un SCEDA dans sa FCFB. Cet algorithme est construit sur la FCM d'un SCEDO donné par la procédure d'explicitation. Un exemple numérique illustre la structure et l'efficacité de l'algorithme. Pour les EDA non linéaires et les SCEDA (quasi linéaires) nous étudions les problèmes suivants : 3. Explicitations, analyse externe et interne et formes normales des EDA non linéaires. Nous généralisons les deux procédures d'explicitation (avec ou sans variables de driving) dans le cas des EDA non linéaires. L'objectif de ces deux méthodes est d'associer un SCEDO non linéaire à une EDA non linéaire telle que nous puissions l'analyser à l'aide de la théorie des EDO non linéaires. Nous comparons les différences de l'équivalence interne et externe des EDA non linéaires en étudiant leurs relations avec l'existence et l'unicité d'une solution (régularité interne). Puis nous montrons que l'analyse interne des EDA non linéaire est liée à la dynamique nulle en théorie classique du contrôle non linéaire. De plus, nous montrons les relations des EDAS de forme purement semi-explicite avec les 2 procédures d'explicitations. Finalement, une généralisation de la forme de Weierstrass non linéaire FW basée sur la dynamique nulle d'un SCEDO non linéaire donné par la méthode d'explicitation est proposée...
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Contributor : Abes Star :  Contact
Submitted on : Friday, February 14, 2020 - 11:24:15 AM
Last modification on : Saturday, February 15, 2020 - 1:28:54 AM
Document(s) archivé(s) le : Friday, May 15, 2020 - 2:30:36 PM

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  • HAL Id : tel-02478957, version 1

Citation

Yahao Chen. Geometric analysis of differential-algebraic equations and control systems : linear, nonlinear and linearizable. Algebraic Geometry [math.AG]. Normandie Université, 2019. English. ⟨NNT : 2019NORMIR04⟩. ⟨tel-02478957⟩

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