Les interfaces haptiques à retour d’effort sont des dispositifs robotiques capables deproduire des forces à destination de l’utilisateur en téléopération et en réalité virtuelle. L’utilisation d’interface à retour d’effort en Conception Assistée par Ordinateur (CAO) offre de nouvelles perspectives pour la création et la conception de formes 3D grâce à une interactivité à la fois visuelle et kinesthésique. Elles permettent à la fois de visualiser, de manipuler en temps réel des objets virtuels et d’en ressentir les efforts (liés aux contacts, à la déformation, etc.).Les travaux présentés dans cette thèse contribuent au développement d’interfaces àretour d’effort pour répondre au mieux aux besoins de la CAO. Dans ce mémoire, l’accent est placé sur la problématique de la stabilité et son exploitation pour la commande de l’interface mais aussi pour la conception électromécanique. L’ensemble des travaux porte sur une interface à un degré de liberté.Dans un premier temps, différents facteurs liés au système mécanique (amortissement, modes vibratoires) et à l’environnement virtuel (échantillonnage, retard. . .) agissant sur la stabilité d’une interface sont mis en évidence à l’aide de critères fréquentiels. Ensuite, la conception d’une interface (choix et dimensionnement des composants) est ramenée sous forme d’un problème d’optimisation incluant une contrainte liée à la stabilité (en termes de domaine d’utilisation) et un critère de maximisation de la transparence (en termesd’inertie du dispositif).Dans un second temps, l’architecture de commande des dispositifs haptiques est étudiée. À l’aide d’une nouvelle condition de stabilité asymptotique pour les systèmes en temps discret à retard variable et en utilisant un observateur d’état augmenté comme alternative à l’utilisation standard de la méthode des différences finies arrières, la synthèse d’une nouvelle architecture de commande est proposée.La dernière partie du mémoire aborde la description du banc d’essai expérimental développé pendant le travail de thèse ainsi que les résultats des tests réalisés. / Force feedback haptic interfaces are robotic devices which are able to produce forces for the user in a teleoperation or virtual reality context. The integration of force feedback haptic interfaces in Computer-Aided Design (CAD) systems offers new perspectives for modeling and design of 3D objects by combining both visual and kinesthetic interaction. It allows viewing and manipulating virtual objects in real-time with a sense of touch (linked to contact, deformation, etc.).The works presented in this thesis contribute to the development of a force feedbackhaptic device to meet the needs of CAD at the best. In this thesis manuscript, the emphasis is put on the stability issue and its exploitation for the control of the device but also for the electromechanical conception. All the presented works concern an interface with one degree of freedom. First, several factors relative to the mechanic system (physical damping, vibration modes) and to the virtual environment (sampling period, delay-time, etc.) acting on the interface stability are highlighted through frequency domain stability criteria. Then, the interface design (choice and sizing of components) is expressed on the form of an optimization problem including a constraint linked to stability (in terms of application area).In a second part, the control architecture of haptic devices is studied. Using a newstability criterion for systems in discrete time with variable delay and an augmented state observer as an alternative to the standard finite difference scheme, the synthesis of novel control architecture is proposed.The last part of the manuscript deals with the description of the experimental testbench developed during the thesis period together with the results of some realized tests.

Cette thèse aborde l'estimation et la conception de commande de systèmes non linéaires à temps continu. Les méthodologies développées sont basées sur la représentation Takagi-Sugeno (TS) du modèle non linéaire par l'approche du secteur non-linéarité. Toutes les stratégies ont l'intention d'obtenir des conditions plus détendu. Les résultats présentés pour la conception de commande sont divisés en deux parties. La première partie est environ sur les modèles TS standard au titre des schémas de commande basés sur: 1) une fonction de Lyapunov quadratique (QLF); 2) une fonction de Lyapunov floue (FLF); 3) une fonction de Lyapunov intégrale de ligne (LILF); 4) un nouveau fonctionnelle de Lyapunov non-quadratique (NQLF). La deuxième partie concerne des modèles TS descripteurs. Deux stratégies sont proposées: 1) dans le cadre quadratique, des conditions basées sur une loi de commande général et quelques transformations de matrices; 2) une extension de l'approche non quadratique basée sur LILF utilisant un schéma de commande non-PDC et le lemme du Finsler; cette stratégie offre conditions sur la forme d’inégalité matricielles linéaires (LMI) dépendant des paramètres au lieu des contraintes sur la forme d’inégalité matricielles bilinéaires (BMI) pour les systèmes de second ordre. D'autre part, le problème de l'estimation de l'état pour les systèmes non linéaires via modèles TS est également abordé considérant: a) le cas particulier où les vecteurs prémisses sont basées sur les variables mesurées et b) le cas général où les vecteurs prémisse peuvent être basés sur des variables non mesurées. Plusieurs exemples ont été inclus pour illustrer l'applicabilité des résultats obtenus. / This thesis addresses the estimation and controller design for continuous-time nonlinear systems. The methodologies developed are based on the Takagi-Sugeno (TS) representation of the nonlinear model via the sector nonlinearity approach. All strategies intend to get more relaxed conditions.The results presented for controller design are split in two parts. The first part is about standard TS models under control schemes based on: 1) a quadratic Lyapunov function (QLF); 2) a fuzzy Lyapunov function (FLF); 3) a line-integral Lyapunov functions (LILF); 4) a novel non-quadratic Lyapunov functional (NQLF). The second part concerns to TS descriptor models. Two strategies are proposed: 1) within the quadratic framework, conditions based on a general control law and some matrix transformations; 2) an extension to the nonquadratic approach based on a line-integral Lyapunov function (LILF) using non-PDC control law schemes and the Finsler’s Lemma; this strategy offers parameter-dependent linear matrix inequality (LMI) conditions instead of bilinear matrix inequality (BMI) constraints for second-order systems. On the other hand, the problem of the state estimation for nonlinear systems via TS models is also addressed considering: a) the particular case where premise vectors are based on measured variables and b) the general case where premise vectors can be based on unmeasured variables. Several examples have been included to illustrate the applicability of the obtained results.

Au cours de la dernière décennie, l’industrie des véhicules aériens sans pilote (UAV) a connu une croissance et une diversification immenses. De nos jours, nous trouvons des applications basées sur les drones dans un large éventail d’industries, telles que les infrastructures, l’agriculture, les transports, etc. Ce phénomène a suscité un intérêt croissant dans le domaine de la manipulation aérienne. La mise en œuvre de manipulateurs aériens dans l'industrie des UAV pourrait générer une augmentation significative du nombre d'applications possibles. Cependant, la restriction de la charge utile disponible est l’un des principaux inconvénients de cette approche. L'impossibilité d'équiper les drones de bras robotiques industriels puissants et habiles a suscité l'intérêt pour le développement de manipulateurs légers adaptés à ces applications. Dans le but de fournir une solution légère alternative aux manipulateurs aériens, cette thèse propose un bras robotique léger actionné par des fils en alliage à mémoire de forme (SMA). Bien que les fils SMA représentent une excellente alternative aux actionneurs conventionnels pour les applications légères, ils impliquent également une dynamique hautement non linéaire, ce qui les rend difficiles à contrôler. Cherchant à présenter une solution pour la tâche difficile de contrôler les fils SMA, ce travail étudie les conséquences et les avantages de la mise en œuvre des techniques de commande par retour d’état. L'objectif final de cette étude est la mise en œuvre expérimentale d'un contrôle à rétroaction d'état pour la régulation de la position du bras robotique léger proposé. Tout d'abord, un modèle mathématique basé sur un modèle physique du comportement des câbles SMA est développé et validé expérimentalement. Ce modèle décrit la dynamique du bras robotique léger proposé du point de vue de la mécatronique. Le bras robotique proposé est testé avec trois contrôleurs de retour de sortie pour le contrôle de position angulaire, à savoir un PID, un mode coulissant et une commande adaptative. Les contrôleurs sont testés dans une simulation MATLAB, puis mis en œuvre et testés expérimentalement selon différents scénarios. Ensuite, afin de réaliser la mise en œuvre expérimentale d’une technique de commande par retour d’état, un observateur d’état, à entrée inconnue, est développé. Premièrement, un modèle observable sans commutation avec une entrée inconnue est dérivé du modèle présenté précédemment. Ce modèle prend comme entrée inconnue le taux de fraction de martensite du modèle d'origine, ce qui permet d'éliminer les termes de commutation dans le modèle. Ensuite, un observateur, à entrées inconnues, basé sur le filtre de Kalman étendu et sur l’observateur à mode glissant est développé. Cet observateur permet l’estimation simultanée de l’état et des entrées inconnues. Les conditions suffisantes de convergence et de stabilité sont établies. L'observateur est testé dans une simulation MATLAB et validé expérimentalement dans différents scénarios. Enfin, une technique de commande par retour d’état est testée en simulation et implémentée de manière expérimentale pour le contrôle de position angulaire du bras robotique léger proposé. Elle est basée sur la résolution d’une équation de Riccati (SDRE). En conclusion, une analyse comparative quantitative et qualitative entre une approche de commande par retour de sortie et la une de commande par retour d’état mis en œuvre est effectuée selon plusieurs scénarios, y compris la régulation de position, le suivi de position et le suivi de charges utiles changeantes. / In the last decade, the industry of Unmanned Aerial Vehicles (UAV) has gone through immense growth and diversification. Nowadays, we find drone based applications in a wide range of industries, such as infrastructure, agriculture, transport, among others. This phenomenon has generated an increasing interest in the field of aerial manipulation. The implementation of aerial manipulators in the UAV industry could generate a significant increase in possible applications. However, the restriction on available payload is one of the main setbacks of this approach. The impossibility to equip UAVs with heavy dexterous industrial robotic arms has driven the interest in the development of lightweight manipulators suitable for these applications. In the pursuit of providing an alternative lightweight solution for the aerial manipulators, this thesis proposes a lightweight robotic arm actuated by Shape Memory Alloy (SMA) wires. Although SMA wires represent a great alternative to conventional actuators for lightweight applications, they also imply highly nonlinear dynamics, which makes them difficult to control. Seeking to present a solution for the challenging task of controlling SMA wires, this work investigates the implications and advantages of the implementation of state feedback control techniques. The final aim of this study is the experimental implementation of a state feedback control for position regulation of the proposed lightweight robotic arm. Firstly, a mathematical model based on a constitutive model of the SMA wire is developed and experimentally validated. This model describes the dynamics of the proposed lightweight robotic arm from a mechatronics perspective. The proposed robotic arm is tested with three output feedback controllers for angular position control, namely a PID, a Sliding Mode and an Adaptive Controller. The controllers are tested in a MATLAB simulation and finally implemented and experimentally tested in various different scenarios. Following, in order to perform the experimental implementation of a state feedback control technique, a state and unknown input observer is developed. First, a non-switching observable model with unknown input of the proposed robotic arm is derived from the model previously presented. This model takes the martensite fraction rate of the original model as an unknown input, making it possible to eliminate the switching terms in the model. Then, a state and unknown input observer is proposed. This observer is based on the Extended Kalman Filter (EKF) for state estimation and sliding mode approach for unknown input estimation. Sufficient conditions for stability and convergence are established. The observer is tested in a MATLAB simulation and experimentally validated in various different scenarios. Finally, a state feedback control technique is tested in simulation and experimentally implemented for angular position control of the proposed lightweight robotic arm. Specifically, continuous and discrete-time State-Dependent Riccati Equation (SDRE) control laws are derived and implemented. To conclude, a quantitative and qualitative comparative analysis between an output feedback control approach and the implemented state feedback control is carried out under multiple scenarios, including position regulation, position tracking and tracking with changing payloads.

Ekokardiologiska undersökningar erbjuder en lätt, snabb och icke-invasiv metod för diagnostik av vänster förmaksvolym (LAV). I dagsläget är hjärt-magnetresonanstomografi (CMR) referensmetod för mätningen. Dock är CMR både tid- och kostnadskrävande, vilket leder till att tvådimensionell ekokardiografi (2DE) istället används. Den relativt nya metoden tredimensionell ekokardiografi (3DE) erbjuder en intressant valmöjlighet vid bedömning av förmaksvolym. Det är studiens syfte att ställa 2DE mot 3DE, gällande modaliteternas korrelation av vänster förmaksvolym, med CMR som referensmetod. Studien undersöker även förhållandet för modaliteternas intra- och inter-bedömar variation. Studien har använt databaserna Pubmed och Medline där systematiska litteratursökningar genomförts under april månad år 2020. Flera inklusions och exklusions kriterier har använts, studien har endast använt artiklar publicerade från 2010 och framåt. 3DE uppvisar en högre korrelation mot CMR vid volymbestämning av LAV. Resultatet visade även att 3DE har en lägre variation mellan både intra- och inter-bedömare än 2DE. 3DE har både en starkare korrelation mot CMR och en lägre bedömarvariation än 2DE, dock lider denna modalitet av begränsningar i dagsläget. Begränsningarna är: tid, personalens erfarenhet, brist på referensvärden samt kostnad för klinikerna. Författarna rekommenderar användning av 3DE för säkrare bedömning av LAV. Fortsatt kunskap som ger adekvata referensvärden och standardiserade mjukvarusystem behövs. / Echocardiological examinations offer an easy, quick, and non-invasive method for diagnosing the left atrium volume (LAV). Cardiac magnetic resonance imaging (CMR) is currently the golden-standard method. However, CMR is time-consuming and costly. Instead two-dimensional echocardiography (2DE) modality is used. The relatively new three-dimensional echocardiography (3DE) method offers an interesting choice when assessing LAV. It’s the purpose of this study to plot 2DE against 3DE regarding LAV correlation and with CMR as reference. The study will examine the relationship between modalities intra- and interobserver variation. Pubmed and Medline databases were used, and systematic literature searches were carried out during April 2020. Inclusion and exclusion criterias have been adopted; the study has only used articles published from 2010 onwards. 3DE shows a higher correlation with CMR in assessment of LAV. The result also showed that 3DE has a lower variation between both intra- and interobserver. 3DE has a stronger correlation to CMR and a lower variation than 2DE, however, 3DE suffers from limitations. These limitations are time, staff experience, lack of reference values and cost to clinics. The authors recommend 3DE for more accurate LAV assessment. Further research for more adequate reference-values and software systems is needed.

In pneumatic pressure control applications the influence of tubes that connect the valve with the control volume ist mainly neglected. This can lead to stability and robustness issues and limit either control performance or tube length. Modeling and considering tube behavior in controller design procedure allows longer tubes while maintaining the required performance and robustness properties without need for manual tuning. The author\'s previously published Simplified Fluid Transmission Line Model and the proposed model-based controller design enable the specification of a desired pressure trajectory in the control volume while the pressure sensor is mounted directly at the valve. Thus wiring effort is reduced as well as cost and the chance of cable break or sensor disturbance. In order to validate the simulated results the proposed control scheme is implemented on a real-time system and compared to a state-of-the-art pressure regulating valve

The master thesis presents the role of election observation with emphasis on OSCE/ODIHR election observation missions with a special focus on the OSCE/ODIHR election observation mission at municipal elections in October 2017 in the Former Yugoslav Republic of Macedonia, where the author participated as a long-term observer. It deals with the purpose and functioning of election observation missions, international electoral standards establishing political and civil rights, on the basis of which democratic elections should be held. Furthermore, the challenges the missions are currently facing and the role of the Czech Republic in the system of election observation. The case study presents OSCE/ODIHR Election Observation Mission, summarizes the type of information needed to observe electoral aspects in the long term and evaluates election days with the outcomes of the election observation mission.

This diploma thesis deals with the reception of the newly established Czechoslovakia by the British press from 1918 to 1922. My task was to find out how often and in what context did Czechoslovakia appear in the press and what was the difference between the image of the republic in each newspaper. Secondarily, my task was to evaluate the success of the Czechoslovak propaganda in Britain. The thesis consists of two parts. The first part presents the context of the emergence of Czechoslovakia, Czechoslovak-British diplomacy aims and cultural propaganda in the given period. One chapter is dedicated to the history of the British press and includes profiles of the journals examined. The practical part incorporates both quantitative and qualitative analysis. Four broadsheets in total were analysed; The Times, The Manchester Guardian, The Daily Telegraph and a Sunday newspaper The Observer. Quantitative content analysis of The Times was used to determine the frequency, the length and the interest of the mentions of Czechoslovakia as well as the theme of the articles. Based on the quantitative analysis, sample time periods were selected for the qualitative section. The qualitative analysis further deepens the quantitative part and presents the explicit and implicit attributes that Czechoslovakia was...

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Modern information technology increases the use of computers in training systems as well as in command-and-control systems in military services and public-safety organizations. This computerization combined with new threats present a challenging complexity. Situational awareness in evolving distributed operations and follow-up in training systems depends on humans in the field reporting observations of events. The use of this observer-reported information can be largely improved by implementation of models supporting both reporting and computer representation of objects and phenomena in operations. This thesis characterises and describes observer model-based data collection in distributed tactical operations, where multiple, dispersed units work to achieve common goals. Reconstruction and exploration of multimedia representations of operations is becoming an established means for supporting taskforce training. We explore how modelling of operational processes and entities can support observer data collection and increase information content in mission histories. We use realistic exercises for testing developed models, methods and tools for observer data collection and transfer results to live operations. The main contribution of this thesis is the systematic description of the model-based approach to using observers for data collection. Methodological aspects in using humans to collect data to be used in information systems, and also modelling aspects for phenomena occurring in emergency response and communication areas contribute to the body of research. We describe a general methodology for using human observers to collect adequate data for use in information systems. In addition, we describe methods and tools to collect data on the chain of medical attendance in emergency response exercises, and on command-and-control processes in several domains.

Recent scholarship around the topic of 3D mainly deals with the visual developments that have occurred in the medium during the 21st century. A common perception in these strands of research is that in comparison to the production workflows employed in the analogue era, the 3D compositions that are being crafted through the aid of the ever-evolving digital technology have made 3D develop for the better. Yet a question that nevertheless remains is how the technology itself employed to craft these compositions has evolved. Rather than focusing on the visual developments, the primary aim of this thesis is to render visible the processes and operations of the stereoscopic technology employed to realise this 3D imagery in the first place. Utilising a media archaeological approach indebted to Wolfgang Ernst’s notion of “reverse engineering” technical media objects, I intend to analyse the primary technical components of digital and analogue 3D recording, projection and viewing devices utilised in the production of stereoscopic motion pictures. Moreover, Jonathan Crary’s writings on “the observer” will be used to highlight the important role of the human subject in relation to these binocular media technologies. I conclude that despite the varying production contexts and traditions the digital and analogue formats have been developed in, the primary methods and techniques that characterise digital 3D recording, projection and viewing systems are not specifications simply invented from scratch during the digital age. Through close scrutiny of the stereoscopic systems’ configurations with the aid of Ernst’s media archaeological approach, we are able to trace these supposed developments of the digital age back to the 19th century, when 3D was first realised.