No description available.

Dans la première partie de cette thèse, nous caractérisons complètement toutes les x-sorties plates et leurs lieux singuliers pour un système avec deux contrôles qui est équivalent au système chaîné. Nous appliquons aussi ce résultat au système de robot mobile avec des remorques pour calculer toutes ses x-sorties plates. Dans la deuxième partie, nous présentons un nouveau modèle pour le système à n-barres dans l'espace de dimension m+1. Nous montrons que ce système est localement équivalent au système m-chaîné et caractérisons aussi ses lieux singuliers. Ensuite, nous analysons sa propriété de platitude et donnons ses sorties plates minimales. Dans la troisième partie, nous donnons des conditions nécessaires et suffisantes pour qu'une distribution soit équivalente à la distribution de Cartan pour des surfaces. Finalement, dans la quatrième partie, nous donnons des conditions nécessaires et suffisantes vérifiables pour qu'un système multi-entrées soit linéarisable par bouclage orbital. / In the first part of the Ph.D thesis, we characterize all x-flat outputs and their singular loci of any 2-inputs driftless control system wich is equivalent to the chained system. Then we apply that result to the n-trailer system in order to calculate all its x-flats outputs. In the second part, we establish a new model of the n-bar system in (m+1)-dimensional space. With the help of this model, we show that the system is locally equivalent to the m-chained system and also describe its singular locus. Furthermore we analyse its flatness property and determine its minimal flat outputs. In the third part, we give necessary and sufficient conditions for a distribution to be lacally equivalent to the Cartan distribution for surfaces. Finally, in the fourth part, we give necessary and sufficient verifiable conditions for a multi-input affine control system to be orbital feedback linearizable.

Many real-world electrical and mechanical systems have velocity-dependent constraints in their dynamic models. For example, car-like robots, unmanned aerial vehicles, autonomous underwater vehicles and hopping robots, etc. Most of these systems can be transformed into a chained form, which is considered as a canonical form of these nonholonomic systems. Hence, study of chained systems ensure their wide applicability. This thesis studied the problem of continuous feed-back control of the chained systems while pursuing inverse optimality and exponential convergence rates, as well as the feed-back stabilization problem under input saturation constraints. These studies are based on global singularity-free state transformations and controls are synthesized from resulting linear systems. Then, the application of optimal motion planning and dynamic tracking control of nonholonomic autonomous underwater vehicles is considered. The obtained trajectories satisfy the boundary conditions and the vehicles' kinematic model, hence it is smooth and feasible. A collision avoidance criteria is set up to handle the dynamic environments. The resulting controls are in closed forms and suitable for real-time implementations. Further, dynamic tracking controls are developed through the Lyapunov second method and back-stepping technique based on a NPS AUV II model. In what follows, the application of cooperative surveillance and formation control of a group of nonholonomic robots is investigated. A designing scheme is proposed to achieves a rigid formation along a circular trajectory or any arbitrary trajectories. The controllers are decentralized and are able to avoid internal and external collisions. Computer simulations are provided to verify the effectiveness of these designs.

Tato diplomová práce se zabývá popisem řiditelnosti specifického robotického hada, který se nazývá trident snake robot. Tento robot je řazen mezi neholonomní systémy. Model je převeden do jazyka diferenciální geometrie a řízen pomocí vektorových polí a operace na nich zavedené (Lieova závorka). Je také uvažována aproximace řídicí distribuce. Dále jsou formulovány pohyby hada ve směru vektorových polí a jejich kombinace, které zajišťují základní pohyby v prostoru (rotace a translace). Tyto pohyby jsou na závěr simulovány v prostředí V-REP.

Tato diplomová práce se zabývá popisem kinematického modelu řízení neholonomního mechanismu, konkrétně robotického hada. Model je zkoumán prostředky diferenciální geometrie. Dále je odvozena jeho nilpotentní aproximace. Lokální říditelnost je zjištěna pomocí dimenze Lieovy algebry generované řídícími vektorovými poli a jejich Lieovými závorkami. V závěru jsou navrženy dva jednoduché řídící algoritmy, jeden pro globální a druhý pro lokální řízení, a poté následuje srovnání jednotlivých modelů.