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Modélisation et commande d"un dirigeable gros porteur dédié autransport de matières premières
parElyes HAOUAS
MÉMOIRE PRÉSENTÉ À L"ÉCOLE DE TECHNOLOGIE SUPÉRIEURE COMME EXIGENCE PARTIELLE À L"OBTENTION DE LA MAÎTRISEAVEC MÉMOIRE EN GÉNIE AÉROSPATIAL
M.Sc.A.
MONTRÉAL, LE 23 NOVEMBRE 2018
ÉCOLE DE TECHNOLOGIE SUPÉRIEURE
UNIVERSITÉ DU QUÉBEC
Elyes Haouas, 2018
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support une partie ou la totalité de cette oeuvre à condition de mentionner l"auteur, que ces utilisations soient
faites à des fins non commerciales et que le contenu de l"oeuvre n"ait pas été modifié.PRÉSENTATION DU JURY
CE MÉMOIRE A ÉTÉ ÉVALUÉ
PAR UN JURY COMPOSÉ DE:
Mme. Ouassima Akhrif, Directrice de Mémoire
Département génie électrique : École de technologie supérieureM. Handy Fortin Blanchette, Co-directeur
Département génie électrique : École de technologie supérieureM. Guy Gauthier, Président du Jury
Département de génie de la production automatisée : École de technologie supérieureM. Francis Okou, Examinateur Externe
Département de génie électrique et génie informatique : Collège militaire royal du Canada
IL A FAIT L"OBJET D"UNE SOUTENANCE DEVANT JURY ET PUBLICLE "26 OCTOBRE 2018"
À L"ÉCOLE DE TECHNOLOGIE SUPÉRIEURE
REMERCIEMENTS
Je tiens à exprimer mes remerciements et ma gratitude àMme. Ouassima Akhrif, ma directricede recherche pour m"avoir donné cette opportunité de réaliser ce travail, pour son soutien, ses
précieux conseils ainsi que son implication quotidienne dans ce travail de recherche. apport scientifique, ses précieux conseils et pour son implication quotidienne dans ce travail. Je remercie de même mon collègueM. Kevin Mezquitapour son aide et ses apports durant la réalisation de ce travail. J"aimerais aussi remercierM. Jérémy Chambonpour son aide et ses conseils.J"aimerais tout simplement dire merci à tous ceux qui, de près ou de loin, ont participé à
l"accomplissement de ce travail. MODÉLISATION ET COMMANDE D"UN DIRIGEABLE GROS PORTEUR DÉDIÉAU TRANSPORT DE MATIÈRES PREMIÈRES
Elyes HAOUAS
RÉSUMÉ
L"objectif de notre travail est la modélisation et la commande d"un dirigeable.La première étape concerne le développement d"un modèle incluant la cinématique et la dyna-
mique du dirigeable. La cinématique est présentée en utilisant la méthode des angles d"Euler,
qui décrit l"orientation d"un corps rigide par rapport à un système de coordonnées fixes. La
modélisation dynamique consiste à la dérivation du modèle mécanique de vol non linéaire du
dirigeable. Il incorpore les lois classiques de la mécanique newtonienne utilisées pour la dériva-
tion des équations du mouvement. Considéré comme un corps rigide, le modèle du dirigeable
est composé de six degrés de liberté (6DOF), trois translations et trois rotations.Le contrôle du dirigeable a été traité selon deux différentes approches. La première approche
consiste à concevoir un correcteur linéaire basé sur une approximation linéaire du modèle
non linéaire. La deuxième approche repose sur des changements de variables au niveau desvariables d"états et des entrées permettant d"obtenir un modèle linéaire. Un contrôleur utilisant
la technique de backstepping basé sur la théorie de Lyapunov et sur une boucle de rétroaction
pour la stabilisation avec planification de trajectoire pour le ballon dirigeable a été conçu. La
robustesse du contrôleur a été étudiée en présence de perturbations en utilisant une commande
PI-backstepping.
Des simulations ainsi que des analyses portant sur les résultats obtenus ont été effectuées pour
les deux types de commande. Le pouvoir de contrôle des surfaces de contrôle et les temps deréponses des modèles d"état longitudinal et latéral ont été décelés. Les performances du contrô-
leur par backstepping ainsi que l"effet de l"action intégrale ajoutée ont été mis en évidence.
Mots clés:Dirigeable, modélisation, linéarisation, contrôl, non linéaire, backstepping, action
intégrale, robustesse. MODELING AND CONTROL OF A LARGE AIRSHIP DEDICATED TO THE