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Control systems design. --- Dynamic control. --- Feedback control. --- Feedforward control.

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The visual system consists of hierarchically organized distinct anatomical areas functionally specialized for processing different aspects of a visual object (Felleman & Van Essen, 1991). These visual areas are interconnected through ascending feedforward projections, descending feedback projections, and projections from neural structures at the same hierarchical level (Lamme et al., 1998). Accumulating evidence from anatomical, functional and theoretical studies suggests that these three projections play fundamentally different roles in perception. However, their distinct functional roles in visual processing are still subject to debate (Lamme & Roelfsema, 2000). The focus of this Research Topic is the roles of feedforward and feedback projections in vision. Even though the notions of feedforward, feedback, and reentrant processing are widely accepted, it has been found difficult to distinguish their individual roles on the basis of a single criterion. We welcome empirical contributions, theoretical contributions and reviews that fit into any one (or a combination) of the following domains: 1) their functional roles for perception of specific features of a visual object 2) their contributions to the distinct modes of visual processing (e.g., pre-attentive vs. attentive, conscious vs. unconscious) 3) recent techniques/methodologies to identify distinct functional roles of feedforward and feedback projections and corresponding neural signatures. We believe that the current Research Topic will not only provide recent information about feedforward/feedback processes in vision but also contribute to the understanding fundamental principles of cortical processing in general.

Visual system. --- Projections. --- Feedback. --- projections --- processes --- Feedback --- Vision --- feedforward --- Visual System --- mechanisms

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Feedforward control. --- Neural nets. --- Newton-Raphson method. --- Nonlinearity. --- Optimization. --- Real time operation.

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Dans le cadre d’un développement expérimental, la société Manakeen a réalisé un banc de test, appelé Slider, permettant de déplacer une caméra selon plusieurs axes et ce dans le but de développer des solutions innovantes pour former son personnel et constituer un ensemble de démonstrateurs techniques pour ses clients. 

L’objectif de ce travail de fin d’études consiste à réaliser et améliorer, via des simulations, le contrôle en élévation de ce démonstrateur. 

La solution actuellement utilisée consiste en un moteur synchrone à aimants permanents contrôlé par une commande vectorielle. Afin d'obtenir la position et la vitesse angulaire désirées, un contrôleur P-PI en cascade est implémenté par rapport à ces variables. Le système étant soumis à une inertie variable et à des couples de charge inconnus, ce contrôleur a démontré des performances limitées. 

Dans un premier temps, ce travail a consisté à mesurer ces performances pour des valeurs d'inertie et à trouver des gains de contrôleur adéquats pour les différentes valeurs rencontrées. Dans ce cadre, un banc de test permettant l'instrumentation nécessaire à cette tâche a été développé. 

La suite de ce travail a été dédiée à l'implémentation d'un modèle Simulink du moteur et du Slider. 
Tout d'abord, le modèle du moteur et du contrôle vectoriel a été réalisé et validé en utilisant les mesures expérimentales obtenues précédemment. Ce modèle a permis de simuler le comportement global du moteur et du contrôleur assez fidèlement. 
Ensuite, le modèle de l'axe d'élévation et de translation de la structure mécanique du Slider a été mis en place. Pour cela, un calcul cinématique a servi à définir l'inertie et le couple de charge ressentis par le moteur en fonction des consignes utilisées pour contrôler les deux axes. 

Grâce au modèle de l'ensemble du système, une étude de différentes méthodes de contrôle a pu être réalisée par simulation. 

Un premier contrôleur P-PI en cascade ressemblant à la solution actuellement utilisée a été développé afin d'obtenir une base de comparaison. Les performances faisant défaut, une méthode d'ordonnancement des gains a été utilisée comme deuxième méthode de contrôle pour adapter le réglage en fonction des variables du système influençant l'inertie et le couple de charge. Cette modification a offert une nette amélioration du résultat, bien que le suivi de la consigne était toujours accompagné d'une erreur. Celle-ci a finalement été réduite via l'implémentation d'un contrôleur feedforward qui s'est avéré être particulièrement performant lorsque les consignes présentent une accélération limitée.

La validité des contrôleurs proposés a pu être testée en simulation sur le modèle complet du Slider et une nette amélioration par rapport à la solution initiale a pu être mise en évidence.

Contrôle --- PID --- Feedforward --- Ordonnancement des gains --- Inertie variable --- PMSM --- FOC --- Ingénierie, informatique & technologie > Ingénierie mécanique

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Locomotion involves many different muscles and the need of controlling several degrees of freedom. Despite the Central Nervous System can finely control the contraction of individual muscles, emerging evidences indicate that strategies for the reduction of the complexity of movement and for compensating the sensori-motor delays may be adopted. The scope of this Topic includes, but is not limited to, studies aimed at understanding the role played in control of locomotion of different neural circuits located at brain, cerebellum, and/or spinal cord levels, and related internal models.

Neurophysiology. --- Human locomotion --- Motor neurons. --- Spinal Cord Injuries --- Cerebellum --- Walking --- Locomotion --- Brain --- Gait --- Spinal Cord --- central pattern generator --- Feedback --- feedforward --- internal model --- Physiological aspects. --- rehabilitation. --- Cerebellum --- Walking --- Locomotion --- Brain --- Gait --- Spinal Cord --- central pattern generator --- Feedback --- feedforward --- internal model