Coordinated motion control of multiple underactuated autonomous underwater vehicles

Cette these traite de la question du controle du mouvement d'engins non-holonomes et sous-actionnes evoluant de maniere coordonnee et autonome. Les differentes approches considerees sont le suivi de trajectoire (Trajectory Tracking TT) et le suivi de chemin (path following PF). Une nouvelle methode de controle est proposee. Denommee Path-Tracking (PT), elle permet de cumuler les avantages de chacune des deux precedentes methodes, permettant de cumuler la souplesse de la convergence induite par le suivi de chemin avec le respect des contraintes temporelles du suivi de trajectoire. L'etude et la realisation de la commande demarre avec l'etude du cas du robot nonholonome de type Unicycle' et se base sur les principes de Lyapunov' et de Backstepping'. Ces premiers resultats sont ensuite etendus au cas d'un vehicule sous-marin sous-actionne de type AUV (Autonomous Underwater Vehicle'), en analysant les similarites cinematiques entre ces deux types de vehicules. De plus, il est montre la necessite de prendre en compte les proprietes dynamiques du systeme de type AUV, et la condition de Stern dominancy' est etablie de facon a garantir que le probleme est bien pose et ainsi que la commande soit aisement calculable. Dans la cas d'un systeme marin sur-actionne, qui peut ainsi effectuer des tâches de navigation au long cours et de positionnement desire (Station keeping'), une commande hybride est proposee. Enfin, la question du controle coordonne d'une formation d'engins marin est abordee. Les colutions de commande pour les taches de suivi de chemin coordonne (coordinated path following') et de coordinated path tracking' sont proposees. Les principes du leader-follower' et la methode des structures virtuelles sont ainsi traitees dans un cadre de controle centralise, et le cas decentralise est traite en utilisant certains principes de theorie des graphes.