Contribution à la commande non linéaire dun système PDF

La commande multivariable

19 oct. 2012 MULTIVARIABLE. Application au pilotage d'un avion ... concevoir de vastes systèmes automatiques (systèmes multivariables) c'est bien l'ob-.

Commande robuste des systèmes multivariables discrets soumis à

COMMANDE ROBUSTE DES SYSTEMES MULTIVARIABLES DISCRETS. SOUMIS A DES PERTURBATIONS PARAMETRIQUES. APPLICATION AU PILOTE AUTOMATIQUE D'UN AVION DE TYPE AIRBUS

Robustification de lois de commande prédictives multivariables

9 déc. 2008 Application à la commande d'une machine asynchrone . ... industrielle de piloter des systèmes multivariables pouvant être fortement couplés ...

Synthèse et validation dun système de commandes de vol robuste

2.2.2 Objectif 2 : mise en place et application d'une méthode de synth`ese les organes de pilotage qui sont directement actionnés par le pilote (manche ...

ÉCOLE DE TECHNOLOGIE SUPÉRIEURE UNIVERSITÉ DU

Première application : Synthèse de lois de pilotage pour un avion méthodes multivariables pour la conception de lois de commande d'un avion de transport.

DÉVELOPPEMENT DUNE PLATEFORME DE SIMULATION ET D

AUTOMATIQUE - APPLICATION AUX CESSNA CITATION X ET HAWKER 800XP. GEORGES GHAZI Ceci rend donc le pilotage de l'avion difficile car la moindre.

Outils danalyse et de synthèse des lois de commande robuste des

13 nov. 2007 3.4 - Application de la méthode d'analyse robuste des systèmes plats sur ... La synthèse d'une loi de commande pour un système multivariable ...

Méthodologie de synthèse de lois de commandes non-linéaires

8 févr. 2006 robustes : Application au suivi de trajectoire des avions de transport ... d'automatisation du pilotage/guidage des avions de transport.

UNIVERSITÉ DU QUÉBEC THESE PRESENTEE A LUNIVERSITÉ

4.2 Commande prédictive non linéaire multivariable. 90. 4.2.1 Application de la loi de commande prédictive non linéaire au moteur asynchrone.

Contribution à la commande non linéaire dun système

18 janv. 2008 3.3.4 Application de la commande à trajectoire pré-calculée au système ... Ce véhicule permit l'expérimentation en vol du pilotage d'un.

3 2 Application au pilotage automatique 56 3 2 1 Première synthèse par retour de sortie 57 3 2 2 Synthèse sur le modèle avec actionneurs 60 3 2 3 Synthèse modale avecintégrateur 66 3 2 4 Validationdu correcteur modal avec intégrateur 72 4 • Synthèse LQ/LQG/LTR 77 4 1 Théorie de la commande optimale 78 4 1 1 Commande LQ 78

Quels sont les différents types de commandes de pilotage ?

Les commandes de pilotage ( manche ou minimanche, compensateurs, manette de gaz ou de poussée, palonnier, manette d'aérofreins, manette de volets, commande du train d'atterrissage, commandes de pompes, vannes d'équilibrage et transferts carburant, vidange…) permettent d’agir sur les gouvernes, les moteurs, et les systèmes de l’appareil.

Comment fonctionnent les commandes d’un avion ?

Si l’avion a les ailes horizontales, ou est incliné moins de 33 degrés, la commande est exécutée normalement. Le pilote ramène le stick au neutre et l’appareil garde son inclinaison. Dès 33 degrés, le système réagit de manière différente.

Quels sont les examens pratiques et contrôles de compétences pour les avions monopilotes ?

les examens pratiques ou contrôles de compétences pour la délivrance, la prorogation ou le renouvellement de qualifications de classe et de type pour des avions monopilotes, à l’exception des avions complexes hautes performances monopilotes. Les candidats à la délivrance initiale d’une autorisation FE-CPL (A) devront :

Quels sont les différents types d’applications de pilotage de projets?

Monitor;NetBoard… Selon les axes du potentiel à l’excellence et la vision produit par Gartner, on comprend facilement le choix de Ms-Project pour le pilotage de projets. Comme présenté plus haut, chacune de ces applications fonctionne dans un environnement système spécifique. En ce qui concerne Ms-Project, il s’agit de l’environnement Windows.

>G A/, i2H@yykyddR9 ?iiTb,ffi?2b2bX?HXb+B2M+2fi2H@yykyddR9pR am#KBii2/ QM R3 CM kyy3 UpRV- Hbi `2pBb2/ kk CM kyy3 UpkV >GBb KmHiB@/Bb+BTHBM`v QT2M ++2bb `+?Bp2 7Q` i?2 /2TQbBi M/ /Bbb2KBMiBQM Q7 b+B@

2MiB}+ `2b2`+? /Q+mK2Mib- r?2i?2` i?2v `2 Tm#@

HBb?2/ Q` MQiX h?2 /Q+mK2Mib Kv +QK2 7`QK

i2+?BM; M/ `2b2`+? BMbiBimiBQMb BM 6`M+2 Q` #`Q/- Q` 7`QK Tm#HB+ Q` T`Bpi2 `2b2`+? +2Mi2`bX /2biBMû2 m /ûT¬i 2i ¨ H /BzmbBQM /2 /Q+mK2Mib b+B2MiB}[m2b /2 MBp2m `2+?2`+?2- Tm#HBûb Qm MQM-

Tm#HB+b Qm T`BpûbX

ûH2+i`QTM2mKiB[m2 TQm` mM2 miBHBbiBQM û`QMmiB[m2,

TTHB+iBQM bm` mM #2M+?K`F /û/Bû

H2tBb :B`BM

hQ +Bi2 i?Bb p2`bBQM, miBHBbiBQM û`QMmiB[m2, TTHB+iBQM bm` mM #2M+?K`F /û/BûX miQKiB[m2 f _Q#QiB[m2X 1+QH2 UNIVERSITÉ DE NANTES ÉCOLE CENTRALE DE NANTES

ÉCOLEDOCTORALE

SCIENCES ETTECHNOLOGIES

DE L"

INFORMATION ET DESMATÉRIAUX

Année : 2007 N°B.U. :

Thèse de Doctorat

Diplôme délivré conjointement par L'École Centrale de Nantes et l'Université de Nantes Spécialité :Automatique et Informatique Appliquée

Présentée et soutenue publiquement par :

AlexisGIRIN

le 4 Décembre 2007à l"Ecole Centrale de Nantes CONTRIBUTION A LA COMMANDE NON LINEAIRE D"UN SYSTÈME

ÉLECTROPNEUMATIQUE POUR UNE UTILISATION

AÉRONAUTIQUE : APPLICATION SUR UN BENCHMARK DÉDIÉ Jury Rapporteurs W.PerruquettiProfesseur des universités, Ecole Centrale de Lille

P.MouyonMaître de recherche, ONERA

Président H.Abou-KandilProfesseur des universités, ENS Cachan Examinateurs A.GlumineauProfesseur, École Centrale de Nantes F.PlestanMaître de conférences, École Centrale de Nantes

X.BrunMaître de conférences, INSA de Lyon

Invités R.RossiIngénieur, MBDA

Y.RiveyIngénieur, LRBA (DGA)

L.BurlionIngénieur, LRBA (DGA)

Directeur de thèse : AlainGlumineau

Laboratoire : IRCCyN

Composante de rattachement du directeur de thèse : École Centrale de Nantes

Co-encadrant : FranckPlestan

Laboratoire : IRCCyN

Composante de rattachement du co-encadrant : École Centrale de Nantes

Co-encadrant : XavierBrun

Laboratoire : AMPERE

Composante de rattachement du co-encadrant : INSA de Lyon Institut de Recherche en Communications et Cybernétique de Nantes N°ED : 0366

Table des matières

Notationsi

Citationiii

Introduction v

1 Contraintes de positionnement d"une gouverne de missile 1

1.1 Delafuséeaumissile.............................. 2

1.1.1 Lesoriginesdesmissilesfrançais.................... 2

1.1.2 Le système du guidage-pilotage, garant de la précision . . . . . . . . 5

1.2 Unélémentdupilotage:lagouverne ..................... 7

1.3 Une nouvelle architecture de système électropneumatique à hautes perfor-

mances...................................... 9

1.4 Performances requises pour actionneur de gouverne aéronautique [102] . . . 11

1.4.1 Domaines d"utilisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

1.4.2 Performancesstatiques......................... 13

1.4.3 Performancesdynamiques ....................... 14

1.5 Benchmark ................................... 15

1.5.1 Protocoled"essais............................ 15

1.5.2 Déroulementdesessaisexpérimentaux ................ 22

1.6 Conclusion.................................... 22

2 Modélisation et commande linéaire du banc d"essai électropneumatique 25

2.1 Choix de l"ensemble actionneur-servodistributeur . . . . . . . . . . . . . . 26

2.1.1 Contraintesphysiques ......................... 26

2.1.2 Choixdumodulateurdepuissance .................. 26

2.1.3 Choixdel"actionneur.......................... 27

2.2 Descriptiondubanc .............................. 30

2.2.1 Descriptiongénérale .......................... 30

2.2.2 Partiemécanique............................ 31

2.2.3 Partiepneumatique........................... 35

2.2.4 Instrumentation............................. 36

2.3 Modélisationdesdifférentsorganes ...................... 38

2.3.1 Servodistributeurs ........................... 38

2.3.2 Vérin................................... 40

2.3.3 Equationsmécaniques ......................... 44

2.4 Modèles ..................................... 45

2.4.1 Modèledesimulation.......................... 45

2.4.2 Modèledecommande.......................... 46

2.4.3 Modèlelinéarisétangent........................ 50

2.4.4 Commande linéaire à gains variables : Gain Scheduling . . . . . . . 55

2.4.5 Lacosimulation............................. 57

2.5 Conclusion.................................... 59

3 Commandes non linéaires par modes glissants d"ordre supérieur 61

3.1 Conceptsdebase ................................ 63

3.2 Commande par modes glissants d"ordre supérieur du type"Integral Sliding

Mode"...................................... 63

3.2.1 Formulationduproblème........................ 63

3.2.2 Synthèse de la commande par"Integral Sliding Mode"....... 65

3.2.3 Mise en uvre de la commande par "Integral Sliding Mode" .... 69

3.2.4 Application de la commande parIntegral Sliding Modeau système

électropneumatique[58,56] ...................... 69

3.2.5 Résultatsexpérimentaux[58,56] ................... 75

3.3 Commande par modes glissants d"ordre supérieur à trajectoires pré-calculées

monovariable .................................. 79

3.3.1 Idéedebase............................... 80

3.3.2 Formulationduproblème........................ 80

3.3.3 Synthèse de la commande par modes glissants d"ordre supérieur à

trajectoirespré-calculées........................ 81

3.3.4 Application de la commande à trajectoire pré-calculée au système

électropneumatique[60] ........................ 85

3.3.5 Résultatsexpérimentaux........................ 86

3.4 Commande par modes glissants d"ordre supérieur à trajectoires pré-calculées

multivariable .................................. 91

3.4.1 Application au système électropneumatique [61] . . . . . . . . . . . 92

3.4.2 Résultatsexpérimentaux........................ 94

3.5 Conclusion.................................... 98

4 Observabilité et observateurs 101

4.1 Observabilité [64, 51, 89] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102

4.2 Observabilité des systèmes électropneumatiques étudiés . . . . . . . . . . . 104

4.2.1 Systèmesansperturbation[59,57] ..................104

4.2.2 Systèmeavecperturbation.......................105

4.3 Observateuràgrandsgains...........................110

4.3.1 Principe[22,53,51]...........................110

4.3.2 Application au système électropneumatique sans perturbation [57, 59]111

4.3.3 Résultatsexpérimentaux........................113

4.4 Observateurparmodesglissants........................114

4.4.1 Synthèsedel"observateur[13,57,59].................116

4.4.2 Résultatsexpérimentaux........................118

4.5 Conclusion....................................119

Conclusion générale 123

Notations

y,v,aposition, vitesse et accélération de la tige[m][m/s][m/s 2 y d ,v d ,a d ,j d consigne de position, vitesse, accélération et jerk de la tige[m][m/s][m/s 2 ][m/s 3 p X pression dans la chambreX[Pa] u P ,u N tension de commande des servodistributeurs[V] kconstante polytropique K r raideur des ressorts[N/m] V X volume de la chambreX[m 3 bcoefficient de frottement visqueux[N/m/s] F visq force de frottement visqueux[N] F f force de frottement sec[N]

Mmasse totale en mouvement[kg]

T X température dans la chambreX[K] rconstante des gaz parfaits[J/kg/K]

Ssurface utile du piston[m

2 q mX débit massique traversant le servodistributeurX[kg/s]

γconstante adiabatique

S X surface interne totale de la chambreX[m 2 ?(p X )débit de fuite servodistributeurX[kg/s]

ψ(p

X ,sign(u X ))débit d"échappement (u<0) ou d"admission (u>0) servodistributeurX[kg/s] C ep,j =∂q mj ∂p i e dérivée par rapport àp i deq mj autour de l"équilibre[kg.s -1 .Pa -1 G euj =∂q mj ∂u? e dérivée par rapport àudeq mj autour de l"équilibre[kg.s -1 C q coefficient de débitquotesdbs_dbs44.pdfusesText_44

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Quels sont les différents types de commandes de pilotage ?

Comment fonctionnent les commandes d’un avion ?

Quels sont les examens pratiques et contrôles de compétences pour les avions monopilotes ?

Quels sont les différents types d’applications de pilotage de projets?

2MiB}+ `2b2`+? /Q+mK2Mib- r?2i?2` i?2v `2 Tm#@

HBb?2/ Q` MQiX h?2 /Q+mK2Mib Kv +QK2 7`QK

Tm#HB+b Qm T`BpûbX

TTHB+iBQM bm` mM #2M+?K`F /û/Bû

H2tBb :B`BM

ÉCOLEDOCTORALE

SCIENCES ETTECHNOLOGIES

INFORMATION ET DESMATÉRIAUX

Année : 2007 N°B.U. :

Thèse de Doctorat

Présentée et soutenue publiquement par :

AlexisGIRIN

ÉLECTROPNEUMATIQUE POUR UNE UTILISATION

P.MouyonMaître de recherche, ONERA

X.BrunMaître de conférences, INSA de Lyon

Invités R.RossiIngénieur, MBDA

Y.RiveyIngénieur, LRBA (DGA)

L.BurlionIngénieur, LRBA (DGA)

Directeur de thèse : AlainGlumineau

Laboratoire : IRCCyN

Co-encadrant : FranckPlestan

Laboratoire : IRCCyN

Co-encadrant : XavierBrun

Laboratoire : AMPERE

Table des matières

Notationsi

Citationiii

Introduction v

1 Contraintes de positionnement d"une gouverne de missile 1

1.1 Delafuséeaumissile.............................. 2

1.1.1 Lesoriginesdesmissilesfrançais.................... 2

1.1.2 Le système du guidage-pilotage, garant de la précision . . . . . . . . 5

1.2 Unélémentdupilotage:lagouverne ..................... 7

1.3 Une nouvelle architecture de système électropneumatique à hautes perfor-

1.4 Performances requises pour actionneur de gouverne aéronautique [102] . . . 11

1.4.1 Domaines d"utilisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

1.4.2 Performancesstatiques......................... 13

1.4.3 Performancesdynamiques ....................... 14

1.5 Benchmark ................................... 15

1.5.1 Protocoled"essais............................ 15

1.5.2 Déroulementdesessaisexpérimentaux ................ 22

1.6 Conclusion.................................... 22

2 Modélisation et commande linéaire du banc d"essai électropneumatique 25

2.1 Choix de l"ensemble actionneur-servodistributeur . . . . . . . . . . . . . . 26

2.1.1 Contraintesphysiques ......................... 26

2.1.2 Choixdumodulateurdepuissance .................. 26

2.1.3 Choixdel"actionneur.......................... 27

2.2 Descriptiondubanc .............................. 30

2.2.1 Descriptiongénérale .......................... 30

2.2.2 Partiemécanique............................ 31

2.2.3 Partiepneumatique........................... 35

2.2.4 Instrumentation............................. 36

2.3 Modélisationdesdifférentsorganes ...................... 38

2.3.1 Servodistributeurs ........................... 38

2.3.2 Vérin................................... 40

2.3.3 Equationsmécaniques ......................... 44

2.4 Modèles ..................................... 45

2.4.1 Modèledesimulation.......................... 45

2.4.2 Modèledecommande.......................... 46

2.4.3 Modèlelinéarisétangent........................ 50

2.4.4 Commande linéaire à gains variables : Gain Scheduling . . . . . . . 55

2.4.5 Lacosimulation............................. 57

2.5 Conclusion.................................... 59

3 Commandes non linéaires par modes glissants d"ordre supérieur 61

3.1 Conceptsdebase ................................ 63

3.2 Commande par modes glissants d"ordre supérieur du type"Integral Sliding

Mode"...................................... 63

3.2.1 Formulationduproblème........................ 63

3.2.2 Synthèse de la commande par"Integral Sliding Mode"....... 65

3.2.3 Mise en uvre de la commande par "Integral Sliding Mode" .... 69

3.2.4 Application de la commande parIntegral Sliding Modeau système

3.2.5 Résultatsexpérimentaux[58,56] ................... 75

3.3 Commande par modes glissants d"ordre supérieur à trajectoires pré-calculées

3.3.1 Idéedebase............................... 80

3.3.2 Formulationduproblème........................ 80

3.2.3 Mise en uvre de la commande par "Integral Sliding Mode" .... 69