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Automatique et analyse des systèmes [Control Engineering and System Analysis] (S.A.A.S.)
Faculté des Sciences appliquées - école polytechnique / Brussels School of Engineering (Faculty of Applied Sciences) - Physique et Mathématique (unité ULB359)

Les principaux thèmes de recherche sont les suivants : conception de systèmes automatiques de détection et de localisation de défauts (systèmes de « condition monitoring »), régulation robuste et régulation tolérante aux défauts, retour d'effort en téléopération en vue d'applications en chirurgie mini-invasive, estimation et régulation par réseau, régulation prédictive distribuée et centralisée et coordination de réseaux de robots mobiles hétérogènes. L'équipe s'intéresse en particulier à la régulation des dispositifs ou procédés dont le comportement varie au cours du temps, que ce soit à cause de variations de leur environnement ou suite à l'apparition de défauts. Ceci requiert d'une part le développement de systèmes permettant de déceler et d'identifier ces changements à partir des mesures disponibles, et d'autre part l'élaboration de méthodes de reconfiguration assurant que la mission du dispositif ou du procédé puisse se poursuivre malgré les changements. Les applications traitées sont nombreuses, citons notamment le monitoring d'encrassement d'un bouilleur thermosiphon, le monitoring de l'encrassement d'un compresseur de turbine à gaz, la supervision des vannes de réglage et des capteurs d'oxygène dissous d'un procédé d'épuration des eaux, et la supervision des boucles de réglage en centrale électrique. Le retour d'effort en téléopération pour les applications en chirurgie mini-invasive vise à faciliter la tâche des chirurgiens et, dans certains cas, étendre le domaine d'application de la chirurgie mini-invasive, tant en chirurgie thoracique qu'en chirurgie abdominale. En ce qui concerne l'estimation et la régulation par réseau, l'équipe s'intéresse en particulier à l'effet du manque de fiabilité des réseaux de communication sur l'estimation et la régulation. La recherche dans le domaine de la régulation prédictive s'effectue notamment dans le cadre de systèmes linéaires temps variant et de systèmes sous contraintes. Pour finir, en ce qui concerne la commande et la coordination de réseaux de robots mobiles hétérogènes, la recherche se focalise sur la logistique (ravitaillement/soutien) et l'entraide entre des éléments d'une équipe de robots mobiles ayant des capacités différentes. [The main research themes of the Department of Control Engineering and System Analysis (SAAS) are the following: study and design of automatic systems for fault detection and isolation (also called condition monitoring or health monitoring systems), robust control and fault tolerant control, force feedback in teleoperation with a view to applications in minimally invasive surgery, networked estimation and control, distributed and centralized model predictive control strategies and coordination of networks of heterogeneous mobile robots. The team is interested in the control of technical systems or processes with a time-varying behaviour. Such variations might be due to the environment or to the appearance of faults. This problem requires on the one hand to study and develop systems aimed at detecting and identifying changes from available measurements and, on the other hand, to design methods to assure proper reconfiguration of the technical system or process upon occurrence of a change. Numerous applications have been tackled among which fouling monitoring in a thermosiphon reboiler and in the compressor of a gas turbine, health monitoring of the control valves and the dissolved oxygen sensors in a water treatment process, and monitoring of the control loops in power plants. The aim of the introduction of force feedback in teleoperation with a view to applications in minimally invasive surgery is to help surgeons and, in some circumstances, extend the field of application of minimally invasive surgery, both in thoracic and abdominal surgery. For what regard networked estimation and control the main research interests regard the study of the effect of the unreliability due to the communication networks on estimation and control. The research in the Model Predictive Control areas is developed especially within the contexts of Linear Parameter Varying systems and of the reference management for constrained pre-compensated system. Finally for what regard the control and coordination of networks of heterogeneous mobile robots, the focus is on the logistic (re-fuelling/support) and the interaction (exchange of forces) between agents with different capabilities in a team of mobile robots.]



coordonnées / contact details


Automatique et analyse des systèmes [Control Engineering and System Analysis]
tel +32-2-650.26.75, fax +32-2-650.26.77, saas.admin@ulb.ac.be
http://saas.ulb.ac.be
Campus du Solbosch, bâtiment L, niveau 2, local L.2.210
CP165/55, avenue F.D. Roosevelt 50, 1050 Bruxelles

Pour en savoir plus, consultez le site web de l'unité.



responsables / head


Prof. Michel KINNAERT Emanuele GARONE


composition / members


Boulaïd BOULKROUNE Angelo BUTTAFUOCO Laurent CATOIRE Mourad EL AMIRI Raymond HANUS Jérôme JANSSENS Rudy KAJDAN Pascale LATHOUWERS Moïse MUKEPE KAHILU Laurent RAKOTO Daniele ROMANO Ioannis SARRAS Serge TORFS Jonathan VERSPECHT


projets / projects


Méthodes de détection, d'isolation et d'identification de défauts [Methods of identification and isolation of faults]
Il s'agit de développer des systèmes de détection, d'isolation et d'identification de défauts basées sur des modèles non linéaires des procédés supervisés. De tels systèmes sont typiquement constitués de deux parties : un générateur de résidus, qui engendre des signaux de valeur nominale nulle en l'absence de défauts et de valeur non nulle (au moins pour certains d'entre eux) en présence de défauts, et un système de décision qui analyse l'agencement des résidus nuls et non nuls et en déduit le(s) défaut(s) le(s) plus probable(s). On s'intéresse d'une part à la conception de générateurs de résidus basés sur des observateurs d'état pour des systèmes bilinéaires, des systèmes affines en l'état ou des systèmes affines en l'entrée, et d'autre part à l'étude de systèmes de décision basés sur des tests statistiques et des méthodes de classification.

Conception de systèmes de supervision avancés par la méthode des plans d'expériences [Advanced supervision systems design by experimental statistics]
Dans diverses opérations industrielles, le monitoring et la supervision sont nécessaires en vue de faire un diagnostique précoce d'un disfonctionnement ou d'une dégradation du procédé. Le diagnostique précoce n'est pas seulement utile pour éviter une dégradation de la qualité de production ou un arrêt des installations. Il peut aussi être essentiel pour protéger l'homme et l'environnement des effets nuisibles causés par un fonctionnement imparfait. Les exemples typiques sont trouvés dans les procédés industriels et les centrales électriques. Un système de supervision est un dispositif numérique intelligent. Sur base de modèles du comportement du processus identifiés au préalable en fonctionnement sain et en présence de défauts, il est capable de détecter l'apparition de défauts en analysant les données du procédés enregistrées au cours du temps. L'objectif principal du projet est de développer une méthode de conception de systèmes de supervision plus performants. [Several industrial operations require monitoring and supervision in order to precociously diagnose process malfunction or degradation. Early diagnostics is not only useful to avoid loss of product quality or plant shutdown but may also be vital to prevent humans and environment from harmful effects deriving from those faulty operations. Typical examples are found in the process industries and in power plants. A supervision system is an intelligent digital unit which, basing on previously identified models of the process behaviour under both healthy and faulty conditions, is able to detect the occurrence of faults from the analysis of process data monitored over time. The general objective of the research is to develop a method for designing supervision systems which are more effective and efficient than the existing ones. Increased effectiveness can be measured by the extent the new supervisors outperform other ones; efficiency by the ratio between performance and cost of the supervisor. The objective will be achieved by applying concepts and tools derived from experimental statistics (DoE, Design of Experiment), the most important methodology of industrial statistics dedicated to product/process improvement. In the case at hand the supervisor is the 'product' to be improved. The methodology can efficiently handle a comprehensive set of design parameters and is able to optimise system performance while also keeping its variability under control. This capability responds well to a critical issue in the design of supervision systems, namely the sensitivity of performance to various sources of random disturbances (process noise, model uncertainty, fault level).]

ARC - Supervision avancée et sûreté de fonctionnement des systèmes complexes: application aux réseaux électriques [Advanced supervision and dependability of complex processes: application to power systems]
La supervision et la sûreté de fonctionnement des systèmes complexes sont des disciplines de plus en plus cruciales pour assurer le fonctionnement des installations industrielles dans des conditions contraignantes de sécurité et de respect de l'environnement tout en maintenant leur compétitivité. La supervision des procédés a pour objet la détection la plus rapide possible des comportements anormaux d'un système et la localisation de leur origine. De tels comportements témoignent d'un dysfonctionnement ou d'une panne naissante. La supervision est réalisée en ligne et elle fait notamment appel à des outils de traitement du signal et d'automatique. La sûreté de fonctionnement vise quant à elle à fournir des indicateurs de performance (fiabilité, disponibilité, maintenabilité, sûreté') d'un système vis-à-vis de sa tenue aux défaillances dont il serait potentiellement l'objet, comme à en planifier les opérations de maintenance sur la base des risques et des coûts opérationnels du système. Le calcul de ces indicateurs est effectué hors ligne et requiert une modélisation stochastique détaillée du système considéré. Ces deux domaines sont étroitement liés en pratique et l'objectif de ce projet est de stimuler la recherche multidisciplinaire à l'interface entre ces disciplines. Afin de diriger les développements théoriques vers des problèmes réalistes, on se basera sur un domaine d'application concret, à savoir le système de production, de transport et de distribution de l'énergie électrique. On se focalisera plus précisément, sur les questions suivantes qui concernent manifestement l'interaction entre la supervision et la sûreté de fonctionnement et qui sont pertinentes pour les applications aux réseaux électriques : (a) stratégies de maintenance basées sur un système de supervision pour des systèmes complexes distribués géographiquement, avec application au réseau de transport et de distribution de l'électricité, (b) traitement dynamique des cascades d'événements avec application aux transitoires accompagnés de perte de protection dans les réseaux de transport et de distribution, (c) supervision et régulation fiables, avec applications d'une part aux éoliennes, en vue de leur permettre de participer aux services systèmes (réglage de la tension, de la fréquence, possibilité de fonctionnement en îlotage) et d'autre part aux réseaux géographiquement étendus [Supervision, reliability, maintenance and safety of complex systems are becoming more and more important in order to ensure that industrial processes work in stringent safety and environmental constraints, while keeping their competitiveness. Advanced process supervision, also called fault detection and isolation (FDI), aims at detecting as fast as possible the abnormal behaviours of a system and localizing their origin. Such behaviours indicate a malfunction or an incipient failure. Supervision is performed on-line and requires tools from signal processing and control engineering among others. On the other hand, reliability, availability, maintenance and safety (RAMS) analyses aim at providing performance indicators for a given system with respect to its ability to cope with failures, and at planning maintenance operations on the basis of the risks and operational costs of the system. Such indicators are computed off-line, and this requires a detailed stochastic model of the considered system. In practice, these two scopes are closely related and the objective of this project is to stimulate multidisciplinary research at the interplay between these disciplines. In order to lead theoretical developments to realistic problems, we will consider a concrete application field namely the production, transmission and distribution of electrical energy. The focus within this project will be on the following issues that clearly deal with interaction between supervision and RAMS, and that are relevant for the indicated power system applications: (a) monitoring-based maintenance strategies for complex geographically distributed systems with application to the transmission grid, (b) dynamic treatment of cascade events in loss-of-protection transients in the transmission grid, (c) reliable supervision and control with a first application to wind mill installations, in order to allow their participation in ancillary services (voltage or frequency control, possibility of islanded operation), and a second application to wide-area monitoring and control of large power systems.]

Projet MINT : maintenance intelligente [MINT project : intelligent maintenance]
Le projet MINT consiste à concevoir et appliquer des méthodes de maintenance intelligente destinées au domaine de l'industrie sidérurgique. L'intérêt pour ces méthodes se justifie par la nécessité de limiter le nombre et la durée des arrêts de lignes (généralement très coûteux) mais aussi par la volonté d'obtenir un produit final de bonne qualité. [The MINT project consists in designing and applying intelligent maintenance methods for the steel industry. The interest for these methods is justified by the need to limit the number and the duration of line shutdowns (which are generally very expensive) but also by the wish to obtain a good quality product.]

PAI-DYSCO
Le SAAS, regroupé avec le service 3BIO, forme l'équipe ULB du pôle d'attraction interuniversitaire DYSCO (Dynamical systems, control and optimization). Il s'agit d'un réseau d'excellence qui regroupe un ensemble de huit équipes de recherche actives dans le domaine de la théorie des systèmes, de l'automatique et de l'optimisation en Belgique. L'équipe ULB contribue à quatre de cinq « workpackages » du PAI DYSCO par ses travaux dans les domaines suivants : -détection de défauts et diagnostic -régulation non linéaire -modélisation, optimisation et régulation des procédés (bio) techniques -modélisation et commande des systèmes biomédicaux. Pour plus d'information : http://sites.uclouvain.be/dysco [The SAAS, grouped with the 3BIO department, make the ULB team of IAP DYSCO (Dynamical systems, control and optimization). This excellence network is made of a set of eight research teams active in the area of system theory, control and optimization in Belgium. The team from ULB contributes to four of the five workpackages of the IAP DYSCO thought its works in the following areas: -fault detection and diagnosis -nonlinear control -modeling, optimization and control of (bio) chemical processes -modeling and control of biomedical systems. For more information : http://sites.uclouvain.be/dysco]

Supervision et diagnostic des procédés de chromatographie à lit mobile simulé [Monitoring and diagnosis of simulated moving bed chromatographic processes]
Les procédés de chromatographie à lit mobile simulé sont des procédés de séparation continus basés sur l'adsorption différentielle des composants d'un mélange liquide sur un solide poreux. Ce procédé a connu un grand succès et a été largement utilisé dans plusieurs domaines industriels comme la pétrochimie, la pharmacie et la chimie fine. Cependant, son application à la production de produits à haute valeur ajoutée doit se faire dans des conditions strictes de pureté et de productivité. C'est pourquoi la détection et l'isolation précoces des défauts est primordiale afin de maintenir la qualité et le rendement demandés. Plusieurs types de défauts peuvent apparaître dans un procédé SMB comme une dérive ou une erreur systématique sur un capteur ou des dégradations de la phase solide dans les colonnes. L'objectif de ce travail est le développement d'un système de supervision permettant de détecter et de localiser ces défauts. [The simulated moving bed (SMB) process is a continuous chromatographic separation process based on the differential adsorption of the components of a mixture. This process was largely used in the petrochemical, pharmaceutical and fine chemicals industries. However, its application to produce high added value products must be done under optimal operating conditions (product quantities and purities'). This is why the early detection and isolation of faults is crucial for ensuring process safety and efficiency. Indeed, there are several types of faults which can affect a SMB process like a sensor drift, a sensor bias or a degradation of the solid phase in the columns. This work consists in developing a monitoring system which allows fault detection and isolation for SMB process.]

IDENTIFICATION ET AUTOMATISATION DES PROCESSUS INDUSTRIELS DE TRAITEMENT DE MINERAIS [IDENTIFICATION AND AUTOMATIC CONTROL OF INDUSTRIAL MINERAL PROCESSING UNITS]
Le projet de thèse vise à modéliser et commander un procédé de concentration de minerais de Cuivre-Cobalt en République Démocratique du Congo .On s'intéressera plus précisément à la partie broyage et flottation. On déterminera un modèle suffisamment simple pour pouvoir être identifié sur la base d'expérience et de mesures prises sur le terrain. La régulation fera appel à une structure hiérarchique et aura pour objectif d'optimiser les performances du procédé. [This PhD thesis project aims at modelling and control of a copper-cobalt concentrator plant in the Democratic Republic of Congo. We will focus our attention particulary on the milling (grinding) and flotation circuits. A simple model will be determined and identified by means of experiments and measurements taken on the field. The regulation will be based on a hierarchical control structure and it will aim at optimizing the performance of the process.]

Conception d'un robot esclave de téléopération à retour de force à quatre degrés de liberté en vue d'une application en chirurgie mini-invasive [Design of a four degrees of freedom slave robot for bilateral teleoperation for an application in minimally invasive surgery]
Le but de ce projet est la conception mécanique et logicielle d'un robot esclave de téléopération bilatérale appliquée à la chirurgie mini-invasive. Les couches logicielles comprennent une méthode de compensation de friction, les boucles d'amortissement mécanique ainsi qu'une surveillance des efforts appliqués. La compensation de friction tente de supprimer l'effet des non linéarités dures dans le comportement du système et améliore sa transparence lors de l'utilisation en téléopération bilatérale. Les boucles d'amortissement mécanique visent à accroître la stabilité du robot. Le monitoring des efforts appliqués est destiné à l'amélioration de la sécurité du patient. [The aim of this project is the mechanical and software design of a four degrees of freedom slave robot dedicated to bilateral teleoperation for an application in minimally invasive surgery. The software includes a friction compensation loop, the damping of the mechanism and a monitoring of the applied forces. The friction compensation loop attempts to cancel the hard nonlinearities in the behavior of the robot and enhances its transparency while performing bilateral teleoperation. The damping of the mechanism increases the stability of the robot. The monitoring of the applied forces guaranties the safety of the patient.]

Conception, réalisation et asservissement d'un dispositif de téléopération à retour de force pour la palpation en chirurgie thoracique mini-invasive [Design, realization and control of a teleoperated force feedback palpation device for inimally invasive thoracic surgery]
La chirurgie mini-invasive (CMI) consiste à opérer à travers de petites incisions, au moyen d'une caméra et d'instruments adaptés. Elle permet de mener à bien de multiples interventions avec un minimum de trauma pour le patient, parmi lesquelles l'ablation de nodules pulmonaires périphériques. Cependant, comme le chirurgien ne manipule plus directement les organes, il ne peut donc plus pratiquer de palpations pour retrouver les lésions enfouies, comme il le ferait en chirurgie classique. En conséquence, à ce jour, seuls les nodules visibles à l'oeil nu sont traités par CMI. Le but de ce travail est de développer un instrument téléopéré pour la palpation, afin d'étendre les applications de la CMI dans le domaine thoracique. Celui-ci comprend 2 parties : un robot « maître », manipulé par un opérateur, et un robot « esclave » reproduisant la tâche imposée par le maître sur l'organe. Des lois de réglages adéquates entre le maître et l'esclave permettent alors de restituer la sensation de contact [Minimally invasive surgery (MIS) consists in operating through small incisions in which a camera and adapted instruments are inserted. It allows to perform many interventions with reduced trauma for the patient. One of these is the ablation of peripheral pulmonary nodules. Nevertheless, the means for detecting nodules during MIS are limited. In fact, because of the lack of direct contact, the surgeon cannot palpate the lung to find invisible lesions, as he would do in classical open surgery. As a result, only clearly visible nodules can be treated by MIS presently. Our work aims at developing a teleoperated palpation instrument, in order to extend the possibilities of MIS in the thoracic field. Such an instrument is made of a master device, manipulated by an operator, and a slave device which is in contact with the patient and reproduces the task imposed by the master. Adequate control laws between these two parts allow to restore the operator's haptic sensation. ]

Détection et isolation de défauts et régulation tolérante aux défauts pour éoliennes [Fault detection and isolation and fault tolerant control for wind turbines]
Vu l'importance de l'énergie éolienne dans les réseaux électriques modernes, la sûreté de fonctionnement des éoliennes devient un sujet très important. Ces éoliennes peuvent être affectées par des dégradations de fonctionnement des capteurs (dérives par exemple), des actionneurs (perte d'efficacité des actionneurs destinés à orienter les pales), des défauts internes à la génératrice (court-circuit entre spires d'enroulements) ou des défauts externes (creux de tension au niveau du réseau). Il s'agit de déceler et de localiser ces dégradations le plus rapidement possible avant qu'elles n'induisent une défaillance afin de pouvoir prendre des mesures appropriées. Ces mesures consistent à reconfigurer le système de régulation de l'éolienne afin qu'elle puisse continuer à fonctionner, éventuellement dans un mode dégradé ou, si nécessaire, à réaliser une mise à l'arrêt de façon sûre. La recherche consiste à développer une méthodologie systématique pour l'obtention d'un tel système de régulation tolérante aux défauts. Ce travail fait partie d'une action de recherche concertée dont les objectifs sont décrits sur le site http://saas.ulb.ac.be/arc.html [Given the importance of wind energy in modern power systems, reliability of wind turbines becomes an important issue. Wind turbines can be subject to operating degradations in sensors (drifts for instance), actuators (loss of effectiveness in the pitch actuators), internal faults in the generator (short circuits between coils) or external faults (voltage dips). Such faults must be detected and localized as soon as possible in order to be able to take appropriate measures before they turn into failure. These measures consist in a reconfiguration of the control system so that the wind turbine can continue to operate possibly in a degraded mode or, if necessary, to stop the machine in a secure way. The research work consists in developing a systematic methodology in order to obtain a fault tolerant control system. This work is part of a concerted research action (ARC) described on the web site http://saas.ulb.ac.be/arc.html]

POWER - Production Optimization through Wind Energy Reliability [POWER - Production Optimization through Wind Energy Reliability]
Le projet POWER vise à améliorer la fiabilité d'une éolienne existante et à en optimiser la production et la qualité d'énergie en jouant sur des paramètres qui n'interfèrent pas avec le design de la machine. On peut diviser l'objectif en 3 points :(1) L' optimisation des coûts de maintenance par le diagnostic de l'état des composants, le pronostic de leur durée de vie avant casse et l'aide à la décision d'intervention(2) Le développement de capteurs innovants permettant d'affiner l'information en temps réel afin d'optimiser le diagnostic et le pronostic(3) L'optimisation et la prédiction de la production électrique d'une éolienne prototype selon une procédure systématique adaptable aux autres éoliennes.Le SAAS est impliqué dans le premier point. [The POWER project aims at improving the reliability of an existing wind turbine and at optimizing the production and the quality of the energy by acting on parameters that do not interfere with the design of the machine.The objective can be divided in three parts:(1) The optimisation of the maintenance cost through the diagnosis of the state of the different components, le prognosis of their remaining life time and the guidance for the decision of maintenance operations.(2) The development of innovative sensors allowing improved real time information in order to optimize the diagnosis and prognosis(3) The optimization and the prediction of the electrical production of a pilot wind-turbine through a systematic procedure that should be adaptable to other wind-turbinesThe SAAS team contributes to the first part.]

Commande et estimation à distance au travers de réseaux peu fiables [Remote Control and Estimation through unreliable networks]
A l'opposé d'un problème de régulation classique où les différents composants (les capteurs et actionneurs) sont souvent proches et donc connectés par des canaux dédiés (par exemple des câbles séries), les systèmes distribués géographiquement utilisent des réseaux classiques (non dédiés) pour communiquer et échanger de l'information. La communication introduit donc une incertitude car les données peuvent être retardées ou perdues. L'activité de recherche dans ce créneau est consacrée principalement au problème de régulation au travers d'un canal pour lequel des paquets peuvent être perdus. D'autres thématiques sont également envisagées comme la sélection optimale de capteur et la problématique de la sécurité (détection d'attaques malveillantes) [Unlike the classical control paradigm, where components, i.e. sensors, controllers and actuators, are often co-located and therefore connected via dedicated channels (e.g. serial cables), spatially distributed systems makes use of general purpose networks to communicate and exchange information. As a consequence the communication introduces uncertainty as data may get delayed or lost in the communication. The research activity in this field was mainly devoted to the problem of control through erasure channel (channel in which packets may be lost accordingly to a Bernoulli variable). Further research directions in this topic regards optimal sensor selection topics and security topics (detection of malicious attacks)]

Régulation prédictive distribuée et centralisée [Distributed and Centralized Model Predictive Control]
La philosophie de régulation prédictive consiste à calculer, sur la base des mesures de l'état actuel d'un procédé, la meilleure séquence de commandes de sorte que l'évolution estimée du procédé satisfasse à des exigences de performance et/ou de contraintes. La stratégie de commande obtenue est appliquée au procédé jusqu'à ce que de nouvelles mesures soient disponibles et qu'une nouvelle séquence de commandes soit calculée. L'activité de recherche dans ce créneau se focalise sur le développement de schémas de régulation prédictive pour des systèmes linéaires temps variant soumis à des contraintes de saturation, à l'usage de la « Sum of Squares » pour les schémas de régulation prédictive non-linéaire (approche « command governor »). Quelques applications ont été traitées, notamment la commande de grilles intelligentes et la régulation thermique. [The Model Predictive Control philosophy consists in computing, on the basis of actual state plant measurements, the best sequence of control moves such that plant forecasts fulfil specific performance and/or constraints requirements. The obtained control strategy is applied to the system until new plant measurements are available and then a new set of virtual input moves is computed. The research activity in this field is been mostly devoted to the development of MPC schemes for Linear Parameter Varying (LPV) systems subject to saturation constraints, to the use of Sum of Squares for nonlinear MPC schemes and to the developments of distributed schemes for the management of the reference (Command Governor approach). A few applications have been investigated, including smart grid control and thermal control.]

Commande et coordination de réseaux de robots mobiles hétérogènes [Control and coordination of networks of heterogeneous mobile robots]
La complexité des applications envisagées pour les futurs réseaux de véhicules autonomes impose d'avoir des éléments individuels ayant une large gamme de fonctions différentes et qui ne peuvent pas être toutes intégrées sur une seule plateforme. Il est donc nécessaire de coordonner différentes unités spécialisées de manière fiable, rapide et efficace. Des progrès considérables ont été effectués dans la commande coopérative de réseaux de véhicules homogènes. L'objet principal de cette recherche est l'étude des réseaux hétérogènes qui actuellement sont encore relativement mal compris. L'objectif est d'étudier les techniques de commande et de planification pour ce genre de réseaux robotiques. Actuellement, nous nous intéressons à la planification de mission d'un réseau de véhicules différents résultant de la combinaison (i) d'un transporteur de surface autonome, lent et ayant un grand rayon d'action (typiquement un bateau) et (ii) véhicule volant plus rapide (typiquement un drone) ayant un rayon d'action limité. D'autres développements concernent l'étude des forces d'interaction entre différents véhicules reliés par des cordes et câbles. [The complexity of many applications envisioned for future autonomous vehicle networks requires a broad range of capabilities for individual units which cannot be implemented on a single platform class. Rather, it may be necessary to coordinate several specialized units to attain complex objectives in a reliable, timely, and efficient fashion. While considerable progresses have been made on cooperative control of networks of homogeneous vehicles, heterogeneous networks are still relatively poorly understood and represent the main topic of this research line. The goal of this research task is to study the control and the planning techniques that are needed to control such a class of robotic networks. Actually, preliminary interesting studies are developed for the mission planning of a relevant class of vehicles network, arising from the combination of (i) a slow autonomous surface carrier (typically a ship) with long range operational capabilities and (ii) a faster flying vehicle (typically an UAV) with a limited operative range. Further studies regard the forces interactions between different vehicles linked through ropes and cables.]



publications





theses


Galvez Carrillo Manuel Ricardo,''Sensor fault diagnosis in wind-driven doubly-fed induction generators'', 2011

Grosfils Valérie, ''Modelling and parametric estimation of simulated moving bed chromatographic processes (SMB)'', 2009

Delwiche Thomas, ''Contribution to the design of control laws for bilateral teleoperation with a view to applications in minimally invasive surgery'', 2009

El Aydam M., ''Contribution à l'étude des douglas belges de petites dimensions : estimation de l'importance de la nodosité et du bois juvénile à l'aide des outils de modélisation et d'analyse d'images.'' Dir. Pr. Ch. De Cannière, Co-dir. Dr. E. Defays, Faculté des Sciences appliquées, Service d'Automatique et d'Analyse des Systèmes, ULB, Bruxelles, 2002

Yame, J., ''Contribution to the Mathematical Theory of Sampled-Data Control Systems..'' Dir. Pr. R. Hanus, Faculté des Sciences appliquées, Service d'Automatique et d'Analyse des Systèmes, ULB, Bruxelles, 2001

El Bahir, L., ''Contribution à l'identification et à la commande prédictive des systèmes continus modélisés par des développements en série de fonctions.'' Dir. Pr. R. Hanus, Faculté des Sciences appliquées, Service d'Automatique et d'Analyse des Systèmes, ULB, Bruxelles, 2000

Bogaerts, Ph., ''Contribution à la modélisation mathématique pour la simulation et l'observation d'états des bioprocédés'', Dir. Pr. R. Hanus, Faculté des Sciences appliquées, Service d'Automatique et d'Analyse des Systèmes, ULB, Bruxelles, 1999

Kwitegetse, B.-S., ''Conception de régulateurs robustes : la méthode de recouvrement de fonctions de transfert'', Dir. Pr. M.Kinnaert, Faculté des Sciences appliquées, Service d'Automatique, ULB, Bruxelles, 1997

Youssouf, A., ''Détection et isolation automatique de pannes pour les systèmes singuliers'', Dir. Pr. M.Kinnaert, Faculté des Sciences appliquées, Service d'Automatique, ULB, Bruxelles, 1997

Dorigo, M., ''The robot shaping approach to behavior engineering'' Dissertation présentée pour l'obtention du grade d'Agrégé de l'Enseignement supérieur auprès de la Faculté des Sciences appliquées, ULB, Bruxelles, 1996

Xu H., ''Uncertain Reasoning and Decision Analysis Using Belief Functions in the Valuation-Based Systems'', Dir. Pr. R.Hanus, Faculté des Sciences appliquées, Service d'Automatique, ULB, Bruxelles, et Pr. Ph. Smets, Institut de Recherches interdisciplinaires et Développements en Intelligence artificielle, ULB, Bruxelles, 1995

Renders, J.-M., ''Biological metaphors for process control'', Dir. Pr. R.Hanus, Faculté des Sciences appliquées, Service d'Automatique, ULB, Bruxelles, 1993

Rossignol, E., ''Contribution à l'étude de la commande cinématique et dynamique des robots manipulateurs'', Dir. Pr. R.Hanus, Faculté des Sciences appliquées, Service d'Automatique, ULB, Bruxelles, 1993

Papantoniou, V., ''Theoritical and experimental approach on actively balanced legged robots'', Dir. Pr. B.Leduc, Faculté des Sciences appliquées, Service de Mécanique appliquée, ULB, Bruxelles, et Pr. R.Hanus, Dir. Pr. R.Hanus, Faculté des Sciences appliquées, Service d'Automatique, ULB, Bruxelles, 1991

Peng, Y., ''On adaptive control : pole-zero placement and generalized predictive control'', Dir. Pr. R.Hanus, Faculté des Sciences appliquées, Service d'Automatique, ULB, Bruxelles, 1991

Kinnaert, M., ''Régulation adaptative de systèmes linéaires à plusieurs grandeurs réglées et à plusieurs grandeurs réglantes'', Dir. Pr. R.Hanus, Faculté des Sciences appliquées, Service d'Automatique, ULB, Bruxelles, 1987

Lacroix, B.,''Contribution à l'analyse automatique des stades de sommeil. Leur identification en temps réel par traitement numérique de signaux électrophysiologiques'', Dir. Pr. R.Hanus, Faculté des Sciences appliquées, Service d'Automatique, ULB, Bruxelles, 1985

Delalieux, Y., ''Étude et développement de méthodes de classification automatique'', Dir. Pr. R.Hanus, Faculté des Sciences appliquées, Service d'Automatique, ULB, Bruxelles, 1984

Acheroy, M., ''Contribution au traitement numérique des signaux multidimensionnels Application à la restauration d'images'', Dir. Pr. R.Peretz, Faculté des Sciences appliquées, Service d'Automatique, ULB, Bruxelles, 1983

Cohen, I., ''Contribution à l'étude des réglages adaptatifs'', Dir. Pr. R.Hanus, Faculté des Sciences appliquées, Service d'Automatique, ULB, Bruxelles, 1982

Peetermans, Ph., ''Application de la théorie des algorithmes de résolution à convergence finie de systèmes d'inégalités au réglage adaptatif de systèmes discrets'', Dir. Pr. R.Peretz, Faculté des Sciences appliquées, Service d'Automatique, ULB, Bruxelles, 1982

Hanus, R., ''Contribution à la théorie des régulateurs conditionnés'', Dir. Pr. R.Peretz, Faculté des Sciences appliquées, Service d'Automatique, ULB, Bruxelles, 1979

Vande Velde, C., ''Contribution à l'étude de la surveillance continue des malades en unité de soins intensifs en vue d'une mise en oeuvre sur systèmes informatiques. Application à la fonction cardio-pulmonaire'', Dir.Pr.R.Peretz, Faculté des Sciences appliquées, Service d'Automatique, ULB, Bruxelles, 1978

de Marneffe, J., ''La pseudo-optimisation dynamique'', Dir.Pr.R.Peretz, Faculté des Sciences, Service d'Automatique, ULB, Bruxelles, 1976

Vloebergs, C., ''Application de la théorie des régulations optimales des systèmes discrets aléatoires à l'ajustement d'une machine'', Dir.Pr.R.Peretz, Faculté des Sciences appliquées, Service d'Automatique, ULB, Bruxelles, 1976

Lecocq, H., ''Contribution à l'étude des systèmes numériques de commande'', Dir.Pr.R.Peretz, Faculté des Sciences appliquées, Service d'Automatique,ULB, Bruxelles, 1973

Lee, S.H., ''Singular solutions in optimal control problems'', Dir.Pr.R.Peretz, Faculté des Sciences appliquées, Service d'Automatique,ULB, Bruxelles, 1972

de Reuck, J.-P., ''Contribution à l'étude des systèmes asservis échantillonnés'', Dir.Pr.R.Peretz, Faculté des Sciences appliquées, Service d'Automatique,ULB, Bruxelles, 1970

Seiedrazi, H., ''The concept and design of incremental computers'', Dir.Pr.J.Hoffmann et Pr.R.Peretz, Faculté des Sciences appliquées, Service d'Électronique industrielle et d'Automatique,ULB, Bruxelles, 1969

Peretz R., ''Contribution à l'étude des amplificateurs électroniques à couplage direct'', Dir.Pr.J.Hoffman, Faculté des Sciences appliquées, Service de Génie électrique, ULB, Bruxelles, 1961

Decoux V., ''Contribution à l'interprétation anatomique des microvariations de la densité du bois de douglas.'' Dir. Pr. Ch. De Cannière, Co-dir. Dr. E. Defays, Faculté des Sciences appliquées, Service d'Automatique et d'Analyse des Systèmes, ULB, Bruxelles



collaborations


Pr. Marcel Remy, Faculté polytechnique de Mons, Automatique, Mons, Belgique

Pr Marie-France Destain, Faculté universitaire des sciences agronomiques de Gembloux, Mécanique agricole, Gembloux, Belgique

Pr. S. X. Ding, Universitaet Duisburg, Gerhard-Mercator (UNIDUI), Duisburg, Allemagne

Pr. D. Sauter, Centre de Recherche en Automatique de Nancy, CRAN-UHP, Nancy, France

Pr. L. Marconi, Universita' Di Bologna, Dipartimento Di Elettronica Informatica E Sistemistica, Bologna, Italie

A. Isidori, Universita' Di Roma, La Sapienza (UOR), Roma, Italie

Pr. Matjaz Colnaric, University of Maribor, Faculty of Electrical Engineering and Computer Science (UniMar), Maribor, Slovénie

Dr. H.-B. Kuntze, Fraunhofer-Gesellschaft zur Foerderung der angewandten Forschung, FhG/IITB, Karlsruhe, ALLEMAGNE (REP.FED.)

Dr. I. Caffoor, Yorkshire Water Services Ltd, Bradford, Grande-Bretagne

Dr. F. Corbier, Techniques Nouvelles d'Informatique, Nancy, France

Dr. A. Rehm, Robert Bosch GmbH, Schwieberdingen, ALLEMAGNE (REP.FED.)

Pr. A. Vande Wouwer, Université de Mons, Automatique, Mons, Belgique

Pr. Joseph Yamé, Centre de Recherche en Automatique de Nancy CRAN-UHP, Nancy, France

Pr. Bruno Sinopoli, Carnegie Mellon University (CMU), Electrical & Computer Engineering Department, Pittsburtgh, PA, Etats-Unis (USA)

Pr. Alessandro Casavola, Università della Calabria, Dipartimento di Elettronica Informatica e Sistemisttica, Calabria, Italie

Pr. Andrea Tilli, Università di Bologna, Dipartimento di Elettronica Informatica e Sistemisttica, Bologna, Italie

Dr. Roberto Naldi, Università di Bologna, Dipartimento di Elettronica Informatica e Sistemisttica, Bologna, Italie

Pr. Claudio De Persis, University of Groningen, Faculty of Mathematics and Natural Sciences, Groningen, Pays-Bas



prix / awards


Fulbright/Hays Award (1983) - Michel KINNAERT

IEEE Senior Member - Raymond HANUS

Président honoraire de l'Institut belge de Régulation et d'Automatisme - Raymond HANUS

Solvay Award pour une thèse de doctorat - Philippe BOGAERTS

Solvay Award pour un travail de fin d'études - Valérie GROSFILS

Chairman du comité technique SAFEPROCESS de l'IFAC de 2002 à 2008 - Michel KINNAERT

Prix IBRA 2005 accordé au meilleur mémoire de fin d'études réalisé dans le domaine de l'automatique - Thomas DELWICHE

Prix AIrBr 2005 accordé à un résumé vulgarisé de mémoire de fin d'études - Thomas DELWICHE

Prix Charles Frerichs 2005 récompensant la moyenne la plus élevée obtenue au cours des trois années du grade - Thomas DELWICHE

Best Student Paper Award Finalist for the IEEE Conference on Decision and Control (IEEE CDC 2008) in New Orleans for the paper ''LQG Control for distributed systems over TCP-like Erasure Channels'' - Emanuele GARONE



savoir-faire/équipements / know-how, equipment


Ensemble de processus-pilotes instrumentés pour l'identification et la commande : mélangeur de fluides, échangeur de chaleur, colonne de distillation binaire, ascenseur - monte-charge, laminoir à froid, pont roulant, pendule inversé.



mots clés pour non-spécialistes / keywords for non-specialists


détection et isolation de pannes modélisation régulation régulation distribuée et régulation par réseau régulation sous contrainte


disciplines et mots clés / disciplines and keywords


Analyse des systèmes Analyse harmonique Automatique Automatisme et régulation Automatisme industriel et processcontrol Chimie - physique industrielle Chirurgie Electrotechnique générale Ingénierie biomédicale Mécanique appliquée générale Mécanique appliquée spéciale Métallurgie Minéralogie et préparation des minerais Pétrochimie Statistique appliquée

automatique chirurgie mini invasive chirurgie mini-invasive choix de capteur chromatographie classification (séparation) granulométrique command governor concasseur et broyeur coordination décantation détection de défauts détection et isolation de défauts détection et isolation de pannes détection et isolation des défauts diagnostic diagnostic de défauts effacement de canal energie éolienne energie éolienne eoliennes eoliennes Équipes de robots estimation et observateurs etimation et observateurs evaluation de performance des boucles de réglage flottation haptique identification paramétrique ligne continue de galvanisation lit mobile simulé maintenance modélisation modélisation modélisation/identification/compensation de friction nodules pulmonaires observateur mimo optimisation optimisation du placement de capteurs palpation planification de mission real-time implementation reference governor régulation distribuée régulation non linéaire régulation par réseau régulation prédictive régulation sous contrainte régulation tolérante aux défauts réseau de capteurs sans fil réseaux électriques retour de force robotique routage sécurité soudage à la molette supervision supervision sûreté de fonctionnement système de régulations systèmes biomédicaux systèmes de régulation technique de régulation avancée téléopération téléopération bilatérale thoracoscopie traitement de minerais transport de bande


codes technologiques DGTRE


Automatisation, robotique, techniques et régularisation Instrumentation Sciences de l'ordinateur, analyse numérique, systèmes, contrôle Traitement des signaux