Commande distribuée tolérante aux défauts des systèmes multi-agents : approche événementielle

Les systèmes multi-agents (MASs) suscitent un intérêt croissant et démontrent des applications prometteuses dans divers scénarios. Le contrôle distribué pour MASs permet aux agents d'accomplir de manière autonome des tâches sans recourir à des unités de contrôle centralisées, ce qui accroît considérablement la flexibilité et la praticité. Cependant, comme les protocoles de consensus dans les MASs reposent sur des communications en réseau, éviter la communication continue et déterminer les instants de communication constituent des défis majeurs. De plus, en raison de l'interconnexion aux MASs, les défaillances survenant sur un agent unique peuvent se propager via les échanges d'informations, entraînant potentiellement des accidents graves. Par conséquent, la mise en place d'un contrôle tolérant aux défauts fiable et de stratégies d'estimation de fautes constitue également un sujet de recherche essentiel pour les MASs. L'objectif de cette thèse est d'apporter des contributions au contrôle par déclenchement d'événements dans les MASs, avec un accent particulier sur l'estimation des défauts et le contrôle coopératif tolérant aux défauts afin de relever les défis mentionnés ci-dessus.Dans un premier temps, cette thèse propose un mécanisme amélioré de contrôle et de communication par déclenchement dynamique d'événements, destiné aux problèmes de consensus leader-suiveurs dans des MASs linéaires. En intégrant des techniques d'observation d'état, un cadre de co-conception combinant le contrôleur, l'observateur et le mécanisme de déclenchement d'événements est développé, permettant d'éviter efficacement la communication continue tout en obtenant des intervalles inter-événements ajustables. Cette approche est ensuite étendue aux problèmes de contrôle de formation leader-suiveurs. Ensuite, pour traiter le problème d'estimation des défauts dans les MASs, ce travail propose une stratégie distribuée d'estimation conjointe des défauts, fondée sur un mécanisme dynamique de déclenchement d'événements, capable d'estimer simultanément les défauts multiplicatives et additives des actionneurs ainsi que les défauts des capteurs. Il est démontré que la stratégie proposée est applicable à la fois aux systèmes linéaires et aux systèmes non linéaires (de type Takagi-Sugeno) en présence de variables de décision non mesurables. Comparée aux approches existantes, la méthode proposée réduit le conservatisme des conditions de conception. Enfin, la thèse présente un schéma de contrôle actif tolérant aux défauts basé sur un mécanisme dynamique de déclenchement d'événements. En utilisant des actionneurs virtuels et des capteurs virtuels, le contrôle du consensus est assuré dans des environnements de communication intermittente en présence de défaillances. Pour chacune des approches proposées, de nombreuses études de simulation sont fournies afin de valider leur efficacité. Les résultats mettent en évidence la capacité des méthodes par déclenchement d'événements à réduire la fréquence des communications, tandis que la stratégie d'estimation conjointe des défauts et la méthode de contrôle tolérant aux défauts garantissent l'objectif de consensus en cas de défaillances.