République Algérienne Démocratique et Populaire

République Algérienne Démocratique et Populaire
Ministère de L’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique
Mémoire
PRESENTE EN VUE DE L’OBTENTION DU DIPLOME DE
MAGISTER EN ELECTRONIQUE
Option : Robotique
Thème
Planification de trajectoires pour les bras
Manipulateurs
Etudié par :
BOUNOUARA NADIA
(Ingénieur d’état en électronique)
Jury :
M. KHEIREDDINE (M.C.A) Université de Batna Président
L. SAIDI (M.C.A) Université de Batna Rapporteur
A. MESSAI (M.C.A) Université de Constantine Examinateur
K. CHAFAA (M.C.A) Université de Batna Examinateur
2010/2011
UNIVERSITE DE BATNA
FACULTE DE TECHNOLOGIE
DEPARTEMENT D’ELECTRONIQUE

Dédicaces
A ma mère, paix à son âme
A mon père
A toute ma famille

Remerciements
Je me dois de remercier ALLAH le tout puissant pour toute la volonté et le courage qu'il
m'a l'achèvement de ce travail.
Je tiens à exprimer mes remerciements les plus distingués à Monsieur L. SAIDI,
Maître de Conférences au département d'électronique de l'université de Batna, non seulement
pour m'avoir proposé le sujet et accepté d'encadrer ce travail, mais surtout pour m'avoir
insufflé le désir et la passion de la recherché, qu'il trouve dans ces mots l'expression de mes
vifs remerciements.
Mes remerciements vont également au Président de Jury Monsieur M.
KHEIREDDINE, Maître de Conférences au département d'électronique de l'université de
Batna, de m'avoir fait l'honneur de présider ce jury.
J'adresse mes sincères remerciements à Monsieur K. CHAFAA, Maître de Conférences
au département d'électronique de l'université de Batna, d'avoir accepté d’examiner mon
mémoire.
Je remercie très sincèrement Monsieur A. MESSAI, Maître de Conférences au
département d'électronique de l'université de Constantine, pour m'avoir fait l'honneur
d'examiner ce travail et les assure de ma profonde gratitude.
Enfin, aucune expression de remerciements ne peut traduise mes redevances envers mes
amis pour leurs encouragement et leur soutien moral.

Sommaire
Introduction générale........................................................................................................................1
Chapitre I : Planification de Trajectoire
I.1. Introduction .................................................................................................................................3
I.2. Mouvement du robot et génération de trajectoire........................................................................3
I.3. Classifications de mouvement du robot ......................................................................................4
I.3.1. Systèmes robotiques Point à Point (PTP)..........................................................................4
I.3.2. Systèmes robotiques à Trajectoire Continue (TC) ............................................................4
I.4. Planification de trajectoire...........................................................................................................5
I.4.1. Chemins et trajectoires......................................................................................................5
I.4.2. Les différents types de planification .................................................................................7
I.5. Méthode de planification de trajectoire douce de robots manipulateurs .....................................8
I.5.1. Planification de trajectoire à minimum du temps..............................................................9
I.5.2. Planification de trajectoires à minimum d'énergie ............................................................9
I.5.3. Planification de trajectoires à jerk minimum .................................................................10
I.6. Conclusion.................................................................................................................................10
Chapitre II : Robots flexibles et systèmes à déphasage non minimal
II.1. Introduction ...............................................................................................................................11
II.2. Flexibilité ..................................................................................................................................12
II.3. Les systèmes à non minimum de phase.....................................................................................12
II.3.1. Solutions de contrôle pour les systèmes à non minimum de phase.................................12
II.3.2. Suivi de trajectoire ..........................................................................................................13
II.3.3. Méthode d'inversion........................................................................................................14
II.3.4. Planification de mouvement de l'effecteur......................................................................14
II.4. Commande des bras manipulateurs flexibles ............................................................................15
II.5. Modélisation des bras manipulateurs flexibles..........................................................................16
II.5.1. Modèle dynamique .........................................................................................................17
II.5.2. Energies du manipulateur flexible ..................................................................................18

II.5.3. Les équations dynamiques du mouvement .....................................................................20
II.6. Les modes..................................................................................................................................21
II.7. Modèle dans l'espace d'état........................................................................................................23
II.8. Modèle de la fonction de transfert.............................................................................................26
II.9. Conclusion.................................................................................................................................28
Chapitre III : Commande par inversion de modèles
III.1. Introduction..............................................................................................................................29
III.2. Inversion stable grâce à la planification de sortie ....................................................................29
III.3. Conclusion ...............................................................................................................................38
Chapitre IV : Application à un robot flexible
IV.1. Modèle d'un bras manipulateur à un seul bras flexible............................................................39
IV.2. Planification de trajectoire et calcul de la commande..............................................................43
IV.3. Résultats et simulation .............................................................................................................44
IV.4. Conclusion ...............................................................................................................................49
Conclusion générale .......................................................................................................................50
Références bibliographiques ..........................................................................................................52
Annexe............................................................................................................................................54