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équipe CODEX

Soutenance de thèse Adrien Gauché

Adrien Gauché doctorant au sein des équipes Codex et Ogre, présentera sa thèse intitulée :

« Stratégies d’optimisation à l’aide d’un contrôle par commande prédictive de micro-réseaux avec stockage d’énergie hybride batteries/ hydrogène »

Elle aura lieu le mercredi 06 mars, Amphi S, École Centrale de Nantes

Lien visio: https://ec-nantes.zoom.us/j/95683624012

ID de réunion : 956 8362 4012

Code secret : P8$%Vhrb

Jury :

  • Malek GHANES (Professeur des Universités, École Centrale Nantes)
  • Raphaël CHENOUARD (Maitre de conférence, École Centrale Nantes)
  • Nezha TRIGEASSOU (Maitre de conférence, Université de Poitiers)
  • Maurice FADEL (Professeur des Universités, ENSEEIHT)
  • Hervé GUÉGUEN (Professeur des Universités, Centrale-Supelec Rennes)

Résumé :

Cette thèse propose d’améliorer le contrôle prédictif des micro-réseaux avec générations renouvelables et stockage hybride batterie-hydrogène. L’objectif est de trouver une planification des stockages applicable à toutes les stations PowiDian, en dépassant les limitations de l’optimiseur actuel. La première contribution est une formulation générique de microréseaux avec stockage.

Ensuite, des optimiseurs « boîte noire » sont intégrés et comparés dans l’Energy Management System (EMS) pour planifier la puissance de l’électrolyseur et de la pile à combustible sur l’horizon d’une journée. La formulation et ses différents optimiseurs sont évalués avec des données réelles sur une année entière. La seconde contribution montre que le choix du meilleur optimiseur repose sur la charge de calcul, car la pertinence de la commande et le coût évalué de la fonction objectif sont similaires quel que soit l’optimiseur.

Enfin, la thèse propose une formulation linéaire en nombres entiers d’Unit Commitment issu des grands réseaux électriques adaptée au stockage hydrogène. L’objectif est de garantir l’optimalité, de réduire la complexité de calcul et d’intégrer des méthodes classiques (gestion de l’incertain, temps de fonctionnement…).

Mots-clés :

Contrôle prédictif, contrôle optimal, gestion de l’énergie, engagement des unités, microréseau électrique, stockage hydrogène, réseau îloté, énergies renouvelables

Abstract :

This thesis proposes to improve the predictive control of microgrids with renewable generation and hybrid battery-hydrogen storage. The aim is to find a storage scheduling solution applicable to all PowiDian stations, overcoming the limitations of the current optimizer. The first contribution is a generic formulation of microgrids with storage.

Next, black-box optimizers are integrated and compared in the Energy Management System (EMS) to plan the power of the electrolyser and the fuel cell over a one-day horizon. The formulation and its various optimizers are evaluated with real data over a full year. The seconde contribution shows that the choice of the best optimizer is based on the computational load, since the relevance of the control and the evaluated cost of the objective function are similar whatever the optimizer.

Finally, the thesis proposes a linear integer formulation of Unit Commitment from large power systems adapted to hydrogen storage, with the objective of guaranteeing optimality, reducing computational complexity and integrating classical methods (uncertainty management, operating time, etc.).

Keywords:

Predictive control, optimal control, energy management, unit commitment, microgrid, hydrogen storage, island grid, renewable energies

 

Soutenance de thèse de Ismaïla BALOGOUN

Ismaïla BALOGOUN, doctorant au sein de l’équipe CODEx, présentera sa thèse intitulée :

« Contributions to control theory for infinite-dimensional systems subjected to disturbances/uncertainties »  /  « Contributions à la théorie du contrôle des systèmes de dimension infinie soumis à des perturbations/incertitudes »

le 20/07/2023 à 16h, à L’Amphi S/ Ecole Centrale de Nantes + https://ec-nantes.zoom.us/j/94691841395.

Jury :

– Directeur de thèse : Franck Plestan

– Co-encadrant : Swann Marx

– Rapporteurs :  Alexandre SEURET  (Directeur de recherche, HDR, CNRS – Universidad de Sevilla, Espagne) ;  Andrey POLYAKOV (Chargé de recherche, HDR, INRIA Lille ),

– Autres membres :  Christophe PRIEUR (Directeur de recherche, HDR, CNRS – Université Grenoble Alpes ) ;  Delphine BRESCH-PIETRI (Maître-assistante, MINES ParisTECH ),

Résumé : Dans cette thèse, nous étudions des problèmes de stabilisation et de régulation de sortie pour des systèmes de dimension infinie soumis à des perturbations. Tout d’abord,  nous considérons  le problème de la  stabilisation d’un système dynamique abstrait linéaire de dimensions infinies  avec un opérateur de contrôle non borné et soumis à une perturbation située au même endroit que le contrôle. Pour résoudre ce problème,  nous suivons une stratégie de contrôle par mode glissant. Dans un second temps, nous considérons le problème de la  stabilisation  d’un système hyperbolique (une équation de transport et un système d’équations de transport) contrôlé au bord et  soumis à une perturbation située au même endroit que le contrôle. L’objectif ici est de proposer pour ce cas particulier un contrôle qui exige moins pour ce qui est de la sortie. Pour résoudre ce problème, nous proposons un « active disturbance rejection control ».
Enfin,  nous nous intéressons à la  construction  d’une fonctionnelle de  Lyapunov permettant de prouver la stabilité entrée-état et  de résoudre un problème de régulation de sortie d’une équation de Korteweg-de Vries.

Mots-clés : Contrôle par mode glisant, stabilisation, régulation de sortie,  équations aux dérivées partielles, stabilité entrée-état, observateur

 

Abstract: In this thesis, we study  problems of stabilization and output regulation for  infinite-dimensional systems subjected to disturbances. First, we consider the problem of the stabilization of an abstract linear infinite-dimensional system  with unbounded control operators and subject to a matched  disturbance. To solve this problem, we follow a sliding mode control strategy.  Secondly, we consider the problem of the boundary stabilization of a linear hyperbolic system (a transport equation and a system of transport equations)  subjected to a matched disturbance. The objective here is to propose for this particular case a control which requires much less in terms of measurement than the design proposed before. To solve this problem, we propose an active disturbance rejection control.  Finally, we are interested in the construction of an input-to-state stability  Lyapunov functional  and the output regulation of a Korteweg-de Vries equation.

Keywords: Sliding mode control, stabilization, output regulation, partial differential equations, input-to-state stability, observer

Soutenance HDR de Mohamed Assaad Hamida

Mohamed Assaad Hamida, équipe CODEx soutiendra son HDR intitulée :

 » Commande et observation des systèmes non-linéaires : Applications aux systèmes de l’énergie électrique »

le 02 juin à 9h, dans l’amphithéâtre S de  l’École Centrale de Nantes.

Vous êtes également invités à un pot convivial dans le hall du bâtiment S à partir de 16h.

 

Composition du jury :

– Xuefang LIN-SHI                 Professeur des universités, INSA Lyon (Rapporteuse)

– Marc BODSON                   Professeur, université de l’UTAH, Etats-Unis (Rapporteur)

– Gildas BESANCON             Professeur des universités, INP Grenoble (Rapporteur)

– Jean-Pierre BARBOT         Professeur des universités, ENSEA, Cergy-Pontoise (Examinateur)

– Seddik BACHA                    Professeur des universités, Université Grenoble Alpes (Examinateur)

– Mohamed BENBOUZID    Professeur des universités, Université de Bretagne Occidentale, Brest (Examinateur)

– Malek GHANES                 Professeur des universités, Ecole Centrale de Nantes (Examinateur)

–  Franck PLESTAN,              Professeur des universités, Ecole Centrale de Nantes (Examinateur)

Soutenance de thèse de Chunxiao YANG

Chunxiao YANG, équipe CODEx, soutiendra sa thèse intitulée :

« Conception de générateur de nombres pseudo-aléatoires chaotiques fractionnaires et application au crypto-système d’images » /  » Fractional chaotic system, chaos-based cryptosystem, stream cipher, block cipher, pseudo-random number generator (PRNG) »

Le 12 décembre 2022 à 10 h, dans l’amphithéâtre du Bâtiment S / Ecole Centrale Nantes (ECN).

Une visioconférence sera également mis en place au lien zoom suivant :

https://ec-nantes.zoom.us/j/93502529401
Meeting ID ：935 0252 9401
Passcode ：TDFvG^7V

 

Jury :

– Directeur de thèse : Jean Jacques Loiseau

– Co-encadrante : Ina Taralova

– Rapporteurs : Christophe Guyeux (Professeur, Université de Franche-Comté) ;
Sergej Celikovsky (Directeur de Recherche, AVCR-Académie des Science Tchèque).

– Autres membres : Gille Millerioux (Professeur, Polytech Nancy, Université de Lorraine) ;
Safwan El Assad (Maître de Conférence HDR, Polytech Nantes, Université de Nantes).

– Invité : Jean-pierre Barbot (Professeur, ENSEA Cergy-Pontoise)

Résumé :

Dans cette thèse, nous avons utilisé des systèmes chaotiques pour concevoir des générateurs de nombres pseudo-aléatoires (PRNG) et appliqué ces derniers aux cryptosystèmes en raison de leurs caractéristiques prometteuses, telles que le caractère aléatoire et la sensibilité aux conditions initiales. Les systèmes chaotiques fractionnaires, bien que moins discutés que les cartes et systèmes chaotiques classiques d’ordre entier, possèdent une complexité inhérente qui apporte de la nouveauté, de la complexité et des clés secrètes supplémentaires à la conception Chaotic PRNG (CPRNG), qui à son tour améliore la sécurité du cryptosystème.

Cette thèse a étudié les différentes approches de calcul numérique pour les systèmes chaotiques fractionnaires. Une méthode de calcul utilisant une grille non uniforme avec deux compositions de grille différentes a été proposée pour résoudre numériquement les systèmes chaotiques fractionnaires 3D. Les CPRNG Fractionnaires (FCPRNG), qui répondent aux exigences aléatoires et statistiques, ont été conçus pour la première fois en utilisant trois systèmes chaotiques fractionnaires différents. De plus, un chiffrement par flux et un chiffrement par blocs basés sur des méthodes de codage et de décodage de l’ADN ont été proposés et étudiés à l’aide des FCPRNG conçus. Les deux schémas de chiffrements ont été vérifiés comme étant sûrs et fiables.

Mots-clés : Systèmes chaotiques fractionnaires, crypto-système basé sur le chaos, chiffrement de flux, chiffrement par bloc, générateur de nombres pseudo-aléatoires

 

Abstract:

Chaotic systems have been employed to design pseudo-random number generators (PRNG) and applied to cryptosystems due to their promising features, such as randomness and sensitivity to initial conditions. The fractional chaotic systems, though much less discussed than the classical integer order chaotic maps and systems, possess intriguing intricacy which can provide novelty, complexity, and extra secret keys to the Chaotic PRNG (CPRNG) design, which in turn enhance the security of the cryptosystem.

This thesis investigated different numerical calculation approaches for fractional chaotic systems. A non-uniform gird calculation method with two different grid compositions was proposed to solve the 3D fractional chaotic systems numerically. The Fractional CPRNGs (FCPRNG), which meet the randomness and statistical requirements, were designed for the first time employing three different fractional chaotic systems. In addition, a stream cipher and a block cipher based on DNA encoding and decoding methods were proposed and studied using the designed FCPRNGs. Both ciphers have been verified to be secure and reliable.

Keywords: Fractional chaotic system, chaos-based cryptosystem, stream cipher, block cipher, pseudo-random number generator (PRNG).

Soutenance de thèse de Romain LEGRAND

Romain LEGRAND, doctorant au sein de l’équipe CODeX, soutiendra sa thèse intitulée :

« Suivi de trajectoire autonome et robuste en milieu agricole (STAR4AGRI)« 

Le 2 décembre 2022 à 14h30, à l’IMT-Atlantique, Amphi Besse

Et en visio : WEBEX : https://imt–atlantique.webex.com/imt–atlantique/j.php?MTID=mc3ea6c5c69a6c52263669b8ee815adc7
Mot de passe : FBf2UksF7P3

 

Jury :

  • M. Michel BASSET – Professeur – ENSISA
  • M. Roland LENAIN – Directeur de recherche – INRAE
  • Mme Reine TALJ – Chargé de recherche (HDR) – Université de Technologie de Compiègne
  • M. Pierre–Olivier VANDANJON – Chargé de recherche (HDR) – IFSTTAR
  • M. Anthony DOLLET – ingénieur, expert – SECOM Engineering
  • M. Philippe CHEVREL – Professeur – IMT Atlantique
  • Invités : M. Simon MUSTAKI – Ingénieur–docteur – Renault SA
  • Co–encadrant : Fabien CLAVEAU, https://www.ls2n.fr/equipe/codex/

Résumé :

L’automatisation des véhicules agricoles est aujourd’hui un enjeu majeur de la mutation des pratiques agricoles.
Munis des capteurs ad hoc, il est question ici de leur capacité à suivre une trajectoire prédéfinie, de manière robuste afin d’assurer leur mission en dépit d’un sol complexe. Cette thèse contribue au sujet en revisitant les problématiques de contrôle des dynamiques latérales et longitudinales. Dans le but de générer une commande robuste des angles de braquage, le suivi latéral du chemin de référence proposé s’appuie sur une approche multi–objectif H2/H∞ et multi–modèle, de manière à optimiser le compromis performances/robustesse à partir des incertitudes explicitées. Le contrôle longitudinal proposé est novateur à plusieurs points de vue. Quoique conçu indépendamment du contrôle latéral, il tient compte des aspects liés à la dynamique latérale, et vise à prévenir les pertes d’adhérence et risques de renversement. La prise en compte de telles contraintes et la nécessité d’anticipation ont induit le choix d’une commande prédictive non– linéaire. Au final, la pertinence de la solution et de la méthode est illustrée par le biais d’un simulateur réaliste, sur la base de scénarios faisant intervenir des configurations multiples de pentes et de vitesses.


Mots–clés: Véhicule off–road, Commande robuste H2/H∞, Commande latérale et longitudinale découplées, Commande prédictive

Soutenance de thèse de Enrique Alvaro-Mendoza

Enrique Alvaro-Mendoza, doctorant au sein de l’équipe CODEx, soutiendra sa thèse intitulée :

« Control strategies for permanent magnet synchronous machines without mechanical sensors by sliding modes »

Le mardi 29 novembre 2022, à 14h00, dans l’amphithéâtre S de l’école Centrale, et en visioconférence avec le lien zoom suivant: https://ec-nantes.zoom.us/j/99062893611
ID de réunion : 990 6289 3611
Code secret : GS94&VBv

 

Jury members:

  • Thesis-director: Malek GHANES (Professeur, École Centrale de Nantes, LS2N);
  • Thesis-co-director: Jesús DE LEÓN MORALES (Professeur, Universidad Autonoma De Nuevo Leon, FIME);
  • Co-supervisor: Mohamed Assaad HAMIDA (Maitre de conférences, École Centrale de Nantes, LS2N) ;
  • Reviewers: Fabrice LOCMENT (Professeur, Université de Technologie de Compiègne, GSU); Michael DEFOORT (Professeur, Université Polytechnique Hauts-de-France, LAMIH);
  • Examiners: Fouad BENKHORIS (Professeur, University of Nantes, IREENA); Laboratory);Philippe MARTIN (Professeur, Ecole des Mines de Paris, CAS); Sandrine MOREAU (Maitre de conférences, Université de Poitiers, LIAS);

Abstract:
This thesis proposes two adaptive sensorless controls based on sliding mode approach for interior permanent magnet synchronous motor (IPMSM). The proposed strategies are composed of an Adaptive High-Order Sliding Mode Observer (AHOSMO) in closed-loop with an Adaptive Super-Twisting Control (ASTWC), where the control and observer gains of the proposed strategy are reparameterized in terms of a single parameter. Then, the main advantage of this strategy is the adaptive laws are easy to implement, avoiding overestimates of gains that increases of chattering, reducing the time to tune the gains, and reducing the damage of the actuators. Furthermore, a strategy for angular position estimation error extraction is proposed. Then, from this information and using a parameter-free virtual system, AHOSMO is designed for estimating the angular position and speed in a wide speed range, where the estimated variables provided by this observer are obtained with greater precision, despite the variations of the parameters, achieving greater robustness. These estimated states are used in the proposed robust control to track a desired reference of speed and direct-axis current.
A stability analysis of the closed-loop system is presented, using a Lyapunov approach. In addition, the proposed strategy is validated through an experimental and simulation setup in order to show its effectiveness.

Keywords: IPMSM, Sensorless control, Adaptive observers, Adaptive controllers, Sliding mode

 

 

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