Modélisation, identification, et commande du bras manipulateur TAM

摘要

Les travaux exposes dans cette these porte essentiellement sur la modelisation, l'estimation parametrique, et la commande d'un bras manipulateur a quatre degres de liberte, le tam. Nous presentons les modeles geometriques, cinematiques et dynamiques (directs et inverses) obtenus pour le bras tam, respectivement avec ou sans outil. Nous rappelons ensuite les notions de parametrisation minimale et d'identifiabilite structurelle, puis la condition d'excitation persistante des signaux, en soulignant ses variations suivant le type d'algorithme d'estimation choisi (recursif ou non, avec formulation matricielle ou sequentielle); nous faisons apparaitre les simplifications importantes qu'apporte la procedure sequentielle dans la recherche de trajectoires excitantes. Nous developpons un nouvel algorithme recursif et sequentiel, utilise pour l'estimation des parametres minimaux et de frottements du tam. Sensibilises au probleme de complexite du modele dynamique des robots rigides, nous avons mis au point une methode de simplification originale et efficace, basee sur un critere energetique et tenant compte des proprietes fondamentales de la mecanique a verifier. Nous proposons alors une methodologie pour l'estimation et la reduction du modele dynamique, incluse dans un logiciel tres convivial, nomme projet, developpe sur station sun. Une etude experimentale realisee en implantant des lois de commande du type computed torque a parametres fixes (avec modele complet ou reduit), comparees a des lois classiques de type pid, montre clairement la superiorite de la commande dynamique qui permet d'effectuer des taches delicates comme l'insertion d'outils dans la plaque tubulaire du generateur de vapeur