Dans cette thèse, une planification énergétique pour les véhicules routiers sans conducteur (URV) suractionnés avec une configuration de direction redondante est proposée. En effet, des indicateurs sur la géométrie de la route, la redondance des actionnements, le profil de vitesse optimal et le mode de conduite sont identifiés pour chaque segment de la trajectoire de l'URV. Ainsi, un modèle d'estimation de la consommation d'énergie d'un véhicule à conduite autonome suractivé est développé. Deux méthodes de modélisation de la consommation d'énergie sont considérées. La première méthode est basée sur un modèle analytique de consommation d’énergie prenant en compte le degré de steerabilité, le degré de mobilité et le degré de redondance de l’actionnement. La deuxième méthode utilisée pour la modélisation de la consommation d’énergie repose sur la méthode qualitative d’apprentissage des données, à savoir: le système d’inférence neuro-floue adaptatif (ANFIS). Cette dernière a été prise en compte en cas de présence de paramètres dynamiques inconnus de l'URV et d'incertitudes sur son interaction avec l'environnement. La validation de l'estimation de la consommation d'énergie a été appliquée à un véhicule autonome réel appelé RobuCar. La stratégie de planification énergétique a été élaborée selon deux approches: discrète et continue. L’approche discrète repose sur la construction d’un digraphe d’énergie avec toutes les configurations possibles tenant compte des contraintes cinématiques et dynamiques basées sur une configuration de grille 3D, selon: la vitesse, la longueur de l’arc, le mode de conduite. Dans ce graphe orienté pondéré, les arêtes décrivent l’énergie consommée par l’UAV le long d’un segment de la trajectoire. Un algorithme d'optimisation est appliqué sur le digraphe pour obtenir une solution globale optimale combinant le mode de conduite, la consommation électrique et le profil de vitesse de l'URV. L'approche continue repose sur une stratégie d'optimisation multicritères utilisant des algorithmes génétiques (NSGA-II). Ensuite, un chemin réel est considéré et modélisé en utilisant deux combinaisons géométriques lisses: la première est {lignes, clothoïdes et arcs}, et la seconde est {lignes et courbes de Hodograph de Pythagore}. La stratégie de planification énergétique est ensuite appliquée aux chemins générés. En outre, un graphique dirigé est construit pour synthétiser le profil de vitesse optimal qui minimise la consommation d'énergie globale tout en prenant en compte tous les modes de conduite. Les résultats sont comparés à ceux donnés par la méthode de programmation dynamique pour une optimisation globale hors ligne. / In this thesis, an energy planning for over-actuated unmanned road vehicles (URVs) with redundant steering configuration is proposed. In fact, indicators on the road geometry, the redundancy of actuation, the optimal velocity profile and the driving mode are identified for each segment of the URV's trajectory. Thus, a power consumption estimation model of an over-actuated autonomous driving vehicle is developed. Two methods for power consumption modeling are considered. The first method is based on an analytic model of power consumption, taking into account the degree of steerability, degree of mobility and degree of actuation redundancy. The second method used for power consumption modeling based on data-learning qualitative method namely: Adaptive Neuro Fuzzy Inference System (ANFIS). The latter has been considered in case of the presence of unknown dynamic parameters of the URV and uncertainties about its interaction with the environment. Validation of the estimation of the power consumption has been applied of real autonomous vehicle called RobuCar. Energy planning strategy has been built using two approaches, discrete and continuous. The discrete approach depends on a construction of an energy digraph with all feasible configurations taking into account kinematic and dynamic constraints based on a 3D grid map setup, according to: velocity, arc-length, driving mode. In this weighted directed graph, the edges describe the consumed energy by the UAV along a segment of a trajectory. An optimization algorithm is applied on the digraph to get a global optimal solution combining driving mode, power consumption and velocity profile of the URV. The continuous approach is based on a multi-criteria optimization strategy using genetic algorithms (NSGA-II). Then a real road path is considered and modeled by using two smooth geometrical combinations: the first one is {lines, clothoids and arcs}, and the second one is {lines and Pythagorean Hodograph (PH) curves}. The energy planning strategy is then applied to the generated paths. Also, a directed graph is built to synthesis the optimal velocity profile that minimizes the overall energy consumption while accounting for all driving modes. Results are compared with those given by the dynamic programming method for global offline optimization.

Le travail de thèse concerne la conception intégrée d'un système de détection et localisation de fautes robuste aux incertitudes paramétriques pour les systèmes hybrides à base de modèle bond graph hybride(BGH) sous la forme LFT (Transformations linéaires fractionnelles). Sur la base de la littérature consultée, les systèmes hybrides sont principalement modélisés pour chaque mode de fonctionnement pour lequel sont générés des indicateurs de fautes déterministes. L'intérêt scientifique de la présente recherche peut être résumé comme suit : (1) l’utilisation d’un seul modèle BGH incertain basé sur les jonctions contrôlées et représentant l’ensemble des modes de fonctionnement, (2) exploitation des propriétés structurelles et causales du BGH LFT pour la génération systématique de Relations de Redondance Analytiques Globales (RRAG) et des seuils de détection robustes aux incertitudes paramétriques et, valides pour tous les modes de fonctionnement, et enfin (3) l’utilisation d’un seul outil : le modèle BGH de Diagnostic (BGHD), pour non seulement la modélisation mais aussi la surveillance en ligne. La démarche développée a été illustrée par un exemple pédagogique représentant un circuit électrique à commutation et par une application à un système hydraulique. / The present PH.D thesis deals with integrated design of robust Fault Detection and Isolation system (FDI) based on Hybrid Bond Graph (HBG) in Linear Fractional Transformation (LFT) form. Based on consulted literature about hybrid systems, each operating mode is mainly modelled by specific model for which are generated determinist fault indicators. The innovative interest of developed research can be summarized as follows: (1) use only one HBG uncertain model based on controlled junctions and representing all operating modes, (2) structural and causal properties of the LFT HBG are exploited for systematic generation of Global Analytical Redundancy Relations (GARRs), and detection thresholds, robust to parameter uncertainties, and (3) finally use of only one tool: the Diagnosis Hybrid Bond Graph (DHBG) for not only modelling but also for online surveillance. The developed approach is illustrated by electrical circuit pedagogical example and application to hydraulic system.

Les réseaux de distribution de flux sont modélisés par des systèmes hyperboliques linéaires ou non linéaires de lois de conservation avec terme source. La surveillance de ces réseaux (diagnostic de défauts) nécessite la connaissance de certaines variables d’état. Or dans la plupart des cas, il n’est pas possible de mesurer toutes les variables d’états et des observateurs basés sur le système d’équations aux dérivées partielles représentant le réseau peuvent alors être utilisés. Dans cette thèse, l’observabilités des systèmes hyperboliques est tout d’abord étudiée puis les observateurs classiques et robustes à dérivées partielles, avec injection de l’erreur d’estimation aux frontières ou dans la dynamique du système sont proposés. Ces observateurs fournissent des estimations en ligne des signaux qui ne sont pas mesurés. Ces estimations seront utilisées pour le diagnostic des systèmes de distribution de flux. Les performances des observateurs et l’approche de diagnostic sont validées sur le système de distribution d’eau d’un bâtiment de l’Université de Lille 1 Sciences et Technologies, dans le cadre du projet SUNRISE SMART CITY. Des données réelles, prélevées sur le site en absence et en présence de fuites sont utilisées. / Distribution flow networks are modeled by linear or nonlinear systems of balance laws. The monitoring of these networks (Faults detection and isolation) requires knowledge of certain state variables. However, in most cases it is not possible to measure all the state variables. Observers based on the partial differential equations which modelize the network dynamic can be used to provide state estimates. In this dissertation, the observability of the hyperbolic systems is first studied and then classical and robust PDE observers with injection of the state estimation error at boundaries or in the system dynamics are proposed. These observers provide on-line estimation of signals that are not measured. The estimation is used for the diagnosis of distribution flow systems. The performance of the observers and the diagnosis approach are validated on real flow data collected from the water distribution system (WDS) of Polytech’Lille (Cité scientifique, University of Lille 1 Sciences and Technologies), within the framework of the SUNRISESMART CITY Project. Data which are taken from the WDS in the absence and in the presence ofleakeage are used.

In general, on-line optimisation can be defined as the on-line process of finding the optimum set-points of the system. Several areas might be concerned in this procedure. This thesis evaluates algorithms for on-line Optimisation. Techniques for steady-state detection, static data reconciliation, gross error detection and steady-state optimisation are presented and implemented separately and within an on-line optimisation methodology. It has been acknowledged for some time now that the estimation of derivative information is probably the major drawback of the steady-state optimisation technique considered here: the ISOPE algorithm. This thesis investigates the requirements of these derivatives, methods proposed to estimate them, and presents some attempts to overcome some related problems. Also a modified version of the dynamic model identification method that uses a nonlinear model representation is proposed, and compared under simulation with other available techniques. In the same context, an alternative method based on Artificial Neural Networks to estimate the derivatives is also implemented and tested. Often, rigorous steady-state detection is crucial for process performance assessment, simulation, optimisation and control. In general, at steady-state data is collected for safe, beneficial and rational management of processes. A method for automatic detection of steady-state in multivariable processes is implemented and tested. The technique is applied on a dynamic model of a chemical reactor. The presence of errors in process measurements can invalidate the potential gains obtained from advanced optimisation and control techniques. Data reconciliation and gross error detection methods are used to reduce the inaccuracies of these measurements. The implementation and application of static data reconciliation and gross error detection techniques in this thesis show a noticeable improvement in the operation of the system, and general control system performance. The various algorithms mentioned above are successfully implemented and tested under simulation. It is illustrated that in some cases, it is possible to use steady state detection in conjunction with data reconciliation, gross error detection, parameter estimation and optimisation, to form an on-line optimisation methodology. The methodology was tested on a dynamic model of a chemical reactor.

Ο σκοπός αυτής της διατριβής είναι να αναπτυχθούν σχέδια συντονισμού σχετικά με την κίνηση των ρομποτικών πρακτόρων με σκοπό την κάλυψη μιας περιοχής κάτω από RF επικοινωνιακούς περιορισμούς . Οι κόμβοι εκτελούν την κίνηση σε ξεχωριστά χρονικά βήματα σύμφωνα με τις διανεμημένες πληροφορίες που αποκτώνται από τους κόμβους που συνδέονται στον προκαθορισμένο αριθμό hops έως ότου φθάσουν στη βέλτιστη τοπολογία όσον αφορά την κάλυψη της περιοχής. Τα ρομπότ υποτίθεται ότι είναι εξοπλισμένα με έναν αισθητήρα για λόγους κάλυψης και με έναν ράδιο πομποδέκτη έτσι ώστε να μεταδοθούν οι πληροφορίες. Ωστόσο, η ακτίνα επικοινωνίας δεν απαιτείται να είναι τουλάχιστον διπλάσια της ακτίνας του αισθητήρα επισκόπησης, κάτι που προσθέτει έναν πρόσθετο περιορισμό στο γενικό πρόβλημα. Τα σχέδια συντονισμού αναπτύσσονται εξασφαλίζοντας την συνολική RF συνδεσιμότητα του δικτύου επιτυγχάνοντας τη βέλτιστη κάλυψη περιοχής. Τα αποτελέσματα ελέγχονται περαιτέρω μέσω των μελετών προσομοιώσεων. / The purpose of this thesis is to develop coordination schemes concerning the motion of robotic agents for area coverage purposes under RF communications constraints. The nodes perform motion in discrete time steps according to distributed information acquired from nodes which are connected at predefined number of hops until they reach optimum area configuration. Robots are supposed to be equipped with sensor for coverage purposes and with radio transceiver so as information to be transmitted. However, communication radius is not demanded to be at least equal to twice the sensing one, imposing an extra constraint in the overall problem. Coordination schemes are developed ensuring end-to-end RF connectivity of the network while attaining optimum area coverage. Results are further verified via simulations studies.

Cette thèse présente une analyse de la stabilité pour une classe de systèmes non linéaires incertains et une méthode pour concevoir des contrôleurs flous robustes pour stabiliser les systèmes multi-sources d'énergie assujettis à des incertitudes paramétriques, des défauts de capteur, des défauts d'actionneurs, d’entrées inconnues et des perturbations. Tout d'abord, le modèle flou de Takagi-Sugeno (TS) est adopté pour la modélisation floue du système non linéaire incertain. Ensuite, nous proposons une méthode d’observateurs flous dédiés (OFD) et un Observateur Flou Proportionnel Intégral (OFPI) et une commande tolérante aux fautes pour les systèmes de type TS. Les observateurs dédiés fournissent des résidus pour la détection et la localisation des défauts de capteurs qui peuvent affecter un modèle TS et l’observateur proportionnel intégral permet d’estimer les défauts d'actionneurs qui alimentent le banc d’observateurs dédiés pour reconfigurer la loi de commande. Le concept de compensations distribuées parallèle (PDC) est utilisé pour concevoir une commande floue tolérante aux fautes et des observateurs à partir des modèles flous TS. Les systèmes flous TS sont classés en trois familles sur la base des matrices d'entrée et une synthèse de la commande est proposée pour chaque famille. Dans chaque famille, des conditions suffisantes sont établies pour la stabilisation robuste, dans le sens de Taylor et de Lyapunov, pour le système flou TS. Des conditions suffisantes sont formulées sous la forme d'inégalités matricielles linéaires (LMI) et d’égalités linéaires matricielles (LME). Des remarques importantes pour l'analyse de la stabilité et le concept sont données. L'efficacité de la méthodologie de conception de la commande proposée est finalement démontrée par un système hybride éolien-diesel (HWDS), système d'énergie éolienne (SEA) avec les machines asynchrones à double alimentation (MADA) et une installation photovoltaïque de nouvelle génération (PV). / This thesis presents stability analysis for a class of uncertain nonlinear systems and a method for designing robust fuzzy controllers to stabilize the multivariable multi-sources of energy systems subject to parameter uncertainties, sensor faults, actuator faults/unknown inputs and wind disturbance. First, the Takagi–Segno (TS) fuzzy model is adopted for fuzzy modeling of the uncertain nonlinear system. Next, we propose a Fuzzy Dedicated Observers (FDOS) method and a Fuzzy Proportional-Integral Estimation Observer (FPIEO) with a Fuzzy Fault Tolerant Control (FFTC) algorithm for TS systems. FDOS provide residuals for detection and isolation of sensor faults which can affect a TS model and FPIEO estimate the actuator faults which fed to the FDOS to reconfigure the controller. The concept of the Parallel Distributed Compensation (PDC) is employed to design FFTC and observers from the TS fuzzy models. Sufficient conditions are derived for robust stabilization, in the sense of Taylor series stability and Lyapunov method, for the TS fuzzy system with parametric uncertainties, sensor faults, actuator faults/unknown inputs and wind disturbance. The sufficient conditions are formulated in the format of Linear Matrix Inequalities (LMIs) and Linear Matrix Equalities (LMEs). Important issues for the stability analysis and design are remarked. The effectiveness of the proposed controller design methodology is finally demonstrated through a Hybrid Wind-Diesel System (HWDS), Wind Energy System (WES) with Doubly Fed Induction Generators (DFIG) and Photovoltaic (PV) generation system to illustrate the effectiveness of the proposed method.

De nos jours, l’énergie renouvelable est une solution durable pour remplacer les sources conventionnelles d’énergie. L’utilisation de réseaux photovoltaïques (PV) et d’éoliennes est devenue très populaire. Cependant, de cette énergie gratuite découlent de nouveaux défis. Certains des grands inconvénients de ces alternatives sont représentés par un faible taux de conversion de l'énergie et par la nécessité d'utiliser un système de stockage d'énergie Un autre bémol est aussi celui de l’efficacité réduite du transfert entre les réseaux PV et/ou les éoliennes, et les consommateurs. L’objectif de cette thèse est de présenter et de comparer différentes stratégies de commandes pour les systèmes alimentés par les sources d’énergies renouvelables. Un prototype destiné à des fins d’essais a été conçu. Cette thèse traite de différents aspects tels que la modélisation de panneaux PV, l’observateur non linéaire, un algorithme de contrôle basé sur une recherche du point de puissance maximum (Maximum modélisation d’un convertisseur abaisseur DC/DC,construire un Point Power Point Tracking), un algorithme de contrôle polynôme, la stabilité du système. Le chapitre 2 présente différents modèles de cellule photovoltaïque qui peuvent, en outre, être utilisés dans une boucle de contrôle. Une interface utilisateur graphique est créée pour faciliter le calcul de certains paramètres et de la courbe caractéristique de la tension voltage du panneau PV. De plus, un modèle à espace d’états et un modèle de fonction de transfert de certains convertisseurs DC/DC sont présentés. Le chapitre 3 se concentre sur l’élaboration d’un observateur Takagi-Sugeno (T-S) qui fournit la tension estimée du panneau PV. Ce dernier sera, plus tard, utilisé dans le bloc de commande ou pourra servir pour les diagnostics. Le chapitre 4 compare différents algorithmes MPPT classique, ainsi qu’un algorithme de contrôle avancé qui pourra être utilisé plus tard pour améliorer les performances des boucles de contrôles. Une étude de cas sur une commande de supervision utilisant une cellule à combustion est proposée. Le chapitre 5 est orienté vers une approche plus pratique. Il présente un système de contrôle distribué qui est géré via un serveur OPC. Un algorithme de control polynomial robuste R-S-Test élaboré, validé en simulation et testé sur une plateforme expérimentale. Un système d’acquisition de données enregistre les informations envoyées par chacune des boucles de contrôle et est capable de tracer les données en temps réel. Le chapitre 6 est dédié aux conclusions. Le chapitre 7 présente les codes des logiciels développés et certains schémas qui ont été utilisés durant les simulations. Le chapitre 8 liste la bibliographie. / Nowadays renewable energy is a long term solution for replacing the conventional sources of energy. The use of photovoltaic (PV) arrays and wind turbines has become very popular. Nevertheless, this “free energy” arises new challenges. Some of the big inconveniences of these alternatives are represented by a low conversion rate of the energy and the necessity of using an energy storing system. Another drawback is the reduced transfer efficiency between the PV arrays or/and wind turbines and the consumers. The goal of this thesis is to present and compare different control strategies for systems that are powered by renewable sources of energy. A prototype for testing purposes was designed. This thesis treats different aspects such as PV panel modelling, buck converter modelling, building a non-linear observer, a control algorithm based on maximum power point tracking (MPPT), a polynomial control algorithm, the stability of the system. Chapter 2 presents different photovoltaic cell models that can be further used in control loops. A graphic user interface is created for facilitating the computation of certain parameters and of the power-voltage / current-voltage characteristics of a PV panel. Furthermore, a state space model and a transfer function model of some DC/DC converters are presented. Chapter 3 focuses on elaborating a Takagi-Sugeno (T-S) observer which will provide the estimated voltage of the PV panel. The latter will later be used in the control block or it can serve for diagnosis purposes. Chapter 4 compares different classical MPPT algorithms, as well as advanced control algorithms which may be later used to improve the performances of the control loops. A case study on a supervisory control that uses fuel cells is proposed. Chapter 5 is oriented on a rather practical approach. It presents a distributed control system that is managed via an OPC server. A robust R-S-T polynomial controller is designed, validated in simulation and tested on a prototype. A data acquisition system stores the data sent by each of the control loops and is able to plot data in real time. Chapter 6 is dedicated to the conclusions. Chapter 7 presents the code of the developed software and some schematics that were used during simulations. Chapter 8 lists the bibliography.

L'objectif de la thèse est le développement de techniques d'estimations des systèmes dynamiques soumis à des perturbations (entrées inconnues), des fautes composants ou comportant des non linéarités pouvant être modélisées par des entrées inconnues. Le formalisme bond graph est utilisé principalement dans un souci d'exploitation de ses propriétés structurelles dans les phases d'analyse et de synthèse. Les modèles analysés sont linéaires et multivariables; une extension aux modèles non linéaires est aussi introduite dans le cas d'une transformation possible des non linéarités sous forme d'entrée inconnue. / The goal of the thesis is the development of a new approach for the estimation of dynamic systems subject to disturbances (unknown inputs) and component faults or estimation of models containing non-linearities that can be modeled by unknown inputs. The bond graph formalism is mainly used in analysis and synthesis phases because of its structural properties. The analyzed models are linear and multivariable; an extension to nonlinear models is also introduced if nonlinearities can be represented as unknown inputs.

Cette thèse s'intéresse au problème de la conception de l'architecture d'instrumentation des systèmes de contrôle-commande (C-C). La conception de telles architectures est une activité complexe qui nécessite une vision globale du système. Plus spécifiquement, elle consiste à déterminer l'ensemble des instruments utilisés (nombre et type des capteurs, des actionneurs), leur agencement vis-à-vis du système de C-C. Pour être menée à bien, cette sélection nécessite d'avoir probablement identifié les différentes possibilités quant à la conduite du processus. Ces choix sont contraints par plusieurs critères, d'une part, le coût du système et des différents composants qui se doit d'être minimal, d'autre part, la sûreté de fonctionnement qui s'évalue en termes de la fiabilité d'accomplissement de la mission et enfin par les critères de performances du système à concevoir. Ce domaine de recherche vise à unifier les différentes approches utilisées en automatique, en une méthodologie globale de conception d'architectures de C-C. Ce sujet de thèse s'intéresse à la conception de l'instrumentation d'un système de C-C. Il propose une méthode qui vise à optimiser cette instrumentation sous multicritère: le coût et le critère de sûreté de fonctionnement en fonction de la fiabilité ou le critère de qualité de commande ou le niveau de tolérance aux pannes; cette procédure de conception s'appuie sur un modèle structurel. Cette étude portera sur des systèmes C-C pour l'accomplissement de diverses missions, sans s'intéresser à la représentation interne du système (les équations d'état) mais en utilisant l'analyse structurelle du système, elle se place dès la phase de conception dans le cycle de vie du système. L'intégration de l'aspect de la sûreté de fonctionnement dans la procédure de la méthodologie de conception d'un système C-C peut apparaître ici sous la forme de l'évaluation de fiabilité d'accomplissement de la mission en se basant sur les liens (les liens structurels entre les variables physiques à commander et les instruments) des systèmes étudiés et éventuellement le conditionnement de leur conception sur la base de niveaux de performance et spécification des objectives exigés. / This thesis concerns the design of control system instrumentation architecture. The design of such architectures is a complex activity that requires a global vision of the system. More specifically, it consists to determine the set of instruments (number and type of sensors, actuators), their arrangement according the control system instrumentation. The choice of architecture constrains by main multi criteria's, on the one hand, the cost of the system and the various components that must be minimal, on the other hand, the dependability, which is evaluated in terms of the reliability of fulfillment of the mission of the design system. This field of research aims to unify the different approaches used in automatic in a global design methodology of control system instrumentation. This work proposes a method that aims to optimize the instrumentation using multiple criteria: cost criterion and dependability constraints in terms of reliability, quality of control, quality of performance, fault tolerant level. This design methodology is based on structural modeling. This study will focus on control systems to accomplish various missions without take into account the internal representation of the system (state equations). However, the tool of structural analysis is used for modeling of the system in design phase. The integration of the dependability aspect in the design methodology procedure of control system instrumentation may appear here in the form of the assessment of reliability mission based on structural links between the physical variables and instruments of the system, according to the performance levels and specifications of the required objective design.

Ce travail se concentre sur la modélisation et l'analyse d'un système de direction sur-motorisé d'un (véhicule) poids lourd omnidrive. Il fait partie d'un robot appelé RobuTAINeR, il est utilisé pour le transport conteneurs de 12 mètres à l'intérieur des espaces confinés à terminaux maritimes. Dans cette classe de robots, la direction et la roue jouent un rôle crucial pour la navigation autonome, par conséquent, il est une nécessité pour comprendre et modéliser les capacités de mouvement omnidirectionnel, la commutation des comportements dynamiques, et ses zones multi-domaines: électrique, mécanique, hydrodynamique, etc. La technique Bond Graph est une méthodologie unificatrice pour réaliser et analyser les systèmes physiques aussi bien que l'échange énergétique, ce qui fait possible l'exploiter non seulement pour la modélisation, mais aussi pour la détection de défauts et l'isolement. La validation du modèle a été réalisée avec la simulation en temps réel, établie à partir de données réelles obtenues dans le simulateur SCANeR Studio et par rapport à la simulation sur le logiciel 20sim. Cette technique est utilisée pour modéliser des systèmes complexes comme: le contrôle de la direction hydraulique; la partie électromécanique du système de traction; la dynamique longitudinale, latérale et de lacet dans le centre de gravité du robot; et les forces latérales et longitudinales présentées dans le pneu-sol. Le diagnostic est appliqué avec le modèle hybride qui est appelé Diagnostic Bond Graph. Ainsi, un autre objectif est de modéliser et d'améliorer la robustesse de la détection de défaut en présence d'incertitudes paramétriques afin de réduire les fausses alarmes. / This work focuses on the modeling and analysis of an over-actuated steering system of a mobile omnidrive heavy vehicle that is part of a wheeled robot called RobuTAINeR. This robot is used for transporting 12-meters containers inside confined spaces of maritime terminals. In this class of robots, the steering and wheel play a crucial role for the autonomous navigation; hence, there is a necessity to understand and model the omnidirectional motion capabilities, switching dynamic behaviors, and its multi-domain areas: electrical, mechanical, hydrodynamic, etc. The Bond Graph technique is a unifying methodology to perform and analyze physical systems, where there is energy exchange, not only suitable for modeling but also for Fault Detection and Isolation. The validation of this model has been done with real-time simulation, based on real data integrated into the professional simulator SCANeR Studio and compared with the simulation on 20Sim. This professional tool is used to model complex systems such as the control of the hydraulic steering; the electromechanical section of the traction system; the longitudinal, lateral, and yaw dynamics of the robot motion concerning its center of gravity; and the lateral and longitudinal forces presented in the tire-ground. The diagnosis is applied to the hybrid model which is called Diagnostic Bond Graph. Thus, another objective is to model and improve the robustness of fault detection in the presence of parametric uncertainties in order to reduce false alarms.