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RÉSUMÉ
La téléopération ou « opération à distance » désigne l’ensemble des techniques qui permettent à l’homme de transposer ses capacités d’action en temps réel (observation, manipulation) à distance grâce à des retours sensoriels. La commande des systèmes à retour d’effort introduit l’opérateur dans la boucle de commande, ce qui impacte l’architecture matérielle et logicielle, ainsi que les lois de commande. Les évolutions en matière de robotique et d’informatique ont permis de transiter du télémanipulateur mécanique à la téléopération assistée par ordinateur (TAO).
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Lire l’articleAuteur(s)
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Franck GEFFARD : Ingénieur de l’École Centrale de Nantes - Ingénieur de Recherche CEA LIST
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François-Xavier RUSSOTTO : Ingénieur de Recherche CEA LIST
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Yvan MEASSON : Chargé d'affaire robotique et réalité virtuelle CEA LIST
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Claude ANDRIOT : Expert senior CEA LIST
INTRODUCTION
La seconde partie de cette série de trois articles consacrés à la téléopération traite du contrôle commande, en termes d’architectures matérielles et logicielles, algorithmes et automatiques, et de la supervision de ces systèmes.
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La supervision des systèmes de téléopération
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1. Téléopération assistée par ordinateur (TAO) à retour d’effort : contrôle commande
1.1 Introduction
La particularité de la commande des systèmes de téléopération à retour d’effort est d’introduire l’opérateur (ainsi que l’environnement) dans la boucle de commande. Cette particularité a bien entendu énormément d’impact sur l’architecture informatique, ainsi que sur les lois de commande. La sûreté de fonctionnement du système et donc la sécurité de l’opérateur et de l’environnement (qui peut également être, dans le cas de la téléchirurgie, un être humain) est la contrainte de base de la conception et du réglage d’un système de téléopération. Le célèbre compromis de l’automaticien « performance/robustesse » reste bien entendu pertinent dans le cas de la commande des systèmes de télémanipulation. Néanmoins, pour répondre à la problématique particulière de la téléopération des techniques spécifiques d’analyse et de conception des lois de commande sont employées (§ 1.4).
Différentes architectures de commande ont été proposées (§ 1.5), mais par soucis pédagogique et de complétude, uniquement l’approche passive modulaire de la figure 1 sera détaillée (§ 1.2.2). De part sa modularité et sa robustesse, cette architecture de commande a pu être intégrée dans un contrôleur de téléopération utilisé actuellement en contexte industriel.
HAUT DE PAGE1.2 Principe de commande d’un télémanipulateur à retour d’effort
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Téléopération assistée par ordinateur (TAO) à retour d’effort : contrôle commande
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - (B.D.O.) ANDERSON, (J.) FRANKLIN - The small-gain theorem, the passivity theorem and their equivalence - Inst (1972).
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(2) - (R.J.) ANDERSON, (M.W.) SPONG - Bilateral Control of Teleoperators With Time Delays - In Proceedings of IEEE Conference on Decision and Control (1988).
-
(3) - (R.J.) ANDERSON - A Network Approach to Force Control in Robotics and Teleoperation - PhD Thesis in Electrical Engineering, University of Illinois, Urbana (1989).
-
(4) - (C.) ANDRIOT, (J.) DUDRAGNE, (R.) FOURNIER, (J.) VUILLEMEY - A Generalized Bilateral Control Applied to Master-Slave Manipulators - Romansy 90.
-
(5) - (C.) ANDRIOT - Automatique des systèmes Maître-Esclave avec Retour d’Effort - Thèse de doctorat de l’Université de Paris 6 (1992).
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(6) - (C.) ANDRIOT - Teleoperation et Telerobotique, Traité IC2, Information, Commande...
ANNEXES
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