[PDF] [PDF] Introduction Générale capteur piézo-céramique

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Contrôle actif

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE

UNIVERSITE DE SIDI BEL ABBES

DEPARTEMENT DE GENIE MECANIQUE

Spécialité : Génie Mécanique

Option : Comportement Mécanique des structures

Présenté par Mr :

BENDINE KOUIDER

Contrôle actif de vibration par les

Matériaux piézoélectriques

Soutenu Décembre

¾ Pr. BOUKHOLDA F. BENALLAL Professeur U. Sidi-Bel-Abbès Président

¾ Dr. BELABBES. B M.de conférences U. Sidi-Bel-Abbès Encadreur

¾ Pr. BOUNAZEF MOKHTAR Professeur U. Sidi-Bel-Abbès Examinateur

¾ Dr. REFASSI KADDOUR M.de conférences U. Sidi-Bel-Abbès Examinateur

¾ Dr. YOUNES MIMOUN M.de conférences U. Sidi-Bel-Abbès Examinateur

MEMOIRE

Remerciement

Remerciement

A ma gratitude et mes remerciements à tous ceux qui, par leur enseignement, leur soutien et leurs conseils, m'ont aidé à sa réalisation. Ma gratitude va d'abord à mon directeur de mémoire Monsieur B. Belabbes qui m'a honoré de sa confiance et encadrement de ce travail avec intérêt et disponibilité. Je tiens à remercier plus particulièrement le professeur Gregorie Tacka obtenus.

J Boukholda F.Benallal,

Bounazef. M, Reffasi. K et Younes. M

membres de jury de ce mémoire. Mes mots vont aussi vers mes amis, dont leur sourire restera éternellement gravé dans ma mémoire en souvenir des instants magiques et intenses que nous avons vécus ensemble. L

Apporte amour, réconfort et paix depuis toutes ces années. Je ne sais comment vous dire toute la

gratitude que je peux avoir et toujours l'éternel même mot, "Merci !". Ma mère & mon père, vous

tous ceux dont je

Contrôle

actif

Résumé

Les matériaux piézo-électriques permettent la transformation des contraintes électriques en

contraintes mécaniques et vice-versa. Ils sont utilisés comme contrôleurs ou capteurs dans

l'industrie. L'analyse du comportement des matériaux piézo-électriques réside en plus de son intérêt

propre, l'utilisation de ces matériaux dans des structures dont on veut contrôler soit la forme, soit les

modes de vibrations. Le contrôle actif des structures constitue un sujet d'un intérêt capital pour ce

mémoire.

L'intérêt de ces études est multiple. D'un point de vue plus général, le besoin de stabilité des

structures devient de plus en plus important avec le développement des technologies liées aux

télécommunications et micro - techniques. Les structures flexibles sont la seule solution d'un point

de vue théorique en mesure d'assurer la stabilité. L'objectif de cette recherche consiste à modéliser

l'effet de couplage mécanique-électrique et à estimer la forme des structures adaptatives pour le

contrôle actif. Nous proposons un exemple d'application du un couple actionneur/

capteur piézo-céramique collé et destiné à l'étude du contrôle des vibrations. Le modèle dynamique

de la poutre est d'abord présenté analytiquement selon le formalisme d'Euler Bernoulli. Les trois

premières formes modales et les fréquences propres de la poutre sont réalisées de manière

analytique et calculées par le logiciel Matlab. Les résultats de ce modèle ont été présenté en 4éme

chapitre. Pour une application éventuelle du contrôle, l'analyse de cette structure par le logiciel

d'élément fini ANSYS est employée pour extraire les formes modales et les fréquences propres.

Afin d'évaluer en temps réel la forme de cette structure flexible, un programme Matlab a été

statique et des conditions aux limites avec et sans control actif. On note que les résultats obtenus par

Abstract

Piezoelectric materials allow the transformation of electric constraints into mechanical

constraints and vice versa. They are used as controllers or sensors in the industrial field. The

analysis of the behavior of piezoelectric materials lays within the use of these materials in structures

whose form or modes of vibration are to be controlled. The need for these studies is crucial. From a general point of view, the need for stability of

structures has become increasingly important with the development of technologies related to

Telecommunications and micro-techniques. Flexible structures are the only means to achieve the

requisite stability in the face of diverse situations. The objective of this research is to model the

effect of electro-mechanical coupling and to estimate the shape of the adaptive structures for active

control.

Contrôle

actif We suggest a model of a cantilever beam with bonded piezoceramic actuator and sensor for the study of vibration control. The flexible beam dynamic model is first derived analytically according to the Euler Bernoulli Beam Theory. The first three mode shapes and natural frequencies of the

beam are constructed analytically by using Matlab. The model behavior was presented in 4th

chapter. The analysis of structures in commercial FEA software ANSYS is used to extract the mode shape and the frequency. In order to evaluate at real time the shape of the flexible structures, a Matlab algorithm was developed to determine the response of the cantilever beam under a static loads and boundary

conditions. The results obtained were good and proof the efficacies of the active control. The results

also, show that the algorithm makes it possible to correctly estimate the structures.

Contrôle

actif Table des matières

Introduction générale 17

Chapitre I

I.2.a

I.4.1 Sources de haute tension .................................................................................................................. 21

I.4.2 Capteurs ........................................................................................................................................... 21

I.4.3 Actionneurs ..................................................................................................................................... 22

I.4.4 Fréquence d'horloge ........................................................................................................................ 22

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