Modélisation, réalisation et commande d'un système de micro-manipulation sans contact par diélectrophorèse

• Main Author: Kharboutly, Mohamed
• Language: FRE
• Published: Université de Franche-Comté 2011
• Subjects: [SPI:OTHER] Engineering Sciences/Other; Diélectrophorèse; Micromanipulation; Micro-assemblage; Microrobotique et commande prédictive généralisée
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00717717; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/71/77/17/PDF/these_A_-_Mohamed_Kharboutly_2011.pdf

La force de diélectrophorèse (DEP) est utilisée pour manipuler, séparer et positionner différent types des particules (cellules, bactéries, nanotubes de carbone). Dans le but d étudieret de simuler une loi de commande permettant le suivi de la trajectoire d une particule soumise à la force DEP un modèle est nécessaire. Les méthodes utilisées pour simuler la force DEP sont généralement basées soit sur des simulateurs à éléments finis (FEM), soit sur des équations analytiques. Les simulateurs FEM ne permettent pas la variation des paramètres (tensions électriques) lors du calcul de la trajectoire et les équations analytiques sont limitées à des géométries simples des électrodes. Dans ce manuscrit, une méthode hybride basée sur les calculs FEM et analytique est proposée. Cette méthode permet de simuler la trajectoire d une particule en utilisant des géométries complexes et en variant les tensions électriques lors de la simulation. Ce modèle est ensuite validé en le comparant à des relevés expérimentaux. Finalement, une loi de commande, basée sur la commande prédictive généralisée (GPC) est proposée dans le but de contrôler la trajectoire, en profitant de la grande dynamique du déplacement de la particule, et ce malgré les non-linéarités. Cette loi de commande a été validée par des résultats de simulations et une comparaison avec une loi de commande classique.