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Languages: French
Types: Article
Subjects: Synthèse Mulit-objectif, Synthèse convexe, Faisabilité du cahier des charges, 629.8
Au-delà des qualités de vol, les lois de pilotage d'un avion permettent de remplir d'autres exigences portant sur l'aéroélasticité, les charges, les actionneurs. Dans ce cadre l'enjeu de cette thèse était de répondre à une double attente : élaborer une méthode de synthèse de lois capable de satisfaire le plus grand nombre de ces critères à travers des correcteurs implantables sur calculateur, mais avant cela répondre à la question de la faisabilité du cahier des charges. La diversité du cahier des charges (spécifications temporelles, fréquentielles, robustesse paramétrique ...) nous a conduit à reprendre les travaux initiés par Boyd et Barrat sur la synthèse convexe et la faisabilité d'un cahier des charges. Cette méthode étant basée sur une optimisation du paramètre de Youla d’un correcteur initial, nous avons tout d'abord développé une synthèse H[indice ∞] permettant l'obtention rapide d'un premier correcteur multiobjectif. Nous avons ensuite approfondi le choix des bases mises en oeuvre pour la construction du paramètre de Youla avec trois objectifs : un meilleur conditionnement numérique de l'optimisation, une meilleure efficacité des bases pour réduire le nombre d'éléments nécessaires et enfin l'évaluation de la qualité des résultats sur une base finie. Ce dernier point nous a conduit à élaborer une technique de synthèse alternative permettant d'obtenir en un temps fini une estimation aussi précise que souhaité de l'optimum sur une base infinie de filtres. Après cette phase d'optimisation, nous avons cherché à rendre les correcteurs implantables dans un calculateur et valide sur l'ensemble du domaine de vol. Nous avons donc abordé la réduction et la structuration du correcteur via des techniques de commande modale robuste ainsi que le séquencement par ces mêmes méthodes mais aussi à partir de l'interpolation des correcteurs mis sous forme Estimation/Commande. Ce dernier point a été l'occasion de compléter les résultats existants en les généralisant au cas multivariable et en élargissant les conditions de stabilité classiques à des domaines convexes du plan complexe. Au fil des développements, ceux-ci ont été illustrés sur l'application au contrôle longitudinal de l'avion. Puis nous avons repris l'ensemble de la méthodologie sur le cas du contrôle latéral afin d'en éprouver la portabilité. Beyond handling qualities, flight control laws make it possible to fill of other requirements related to the aeroelasticity, the loads, the actuators. Within this framework the aim of this PhD thesis was both to work out a control law design method able to satisfy the highest number of these criteria through structured controllers, but before that to answer the question of the feasibility of the specifications. Requirement set diversity (time and frequency domain specifications, parametric robustness) led us to resume the work initiated by Boyd and Barrat on the convex synthesis and the feasibility of the requirement set. Because this technique is based on an optimization of the Youla parameter of an initial controller, we first of all developed an H∞ synthesis allowing the fast obtention of a first multiobjective controller. We then looked further into the choice of the basis implemented for the construction of the Youla parameter with three objejctives : better numerical properties of the optimization, a better effectiveness of the bases to reduce the necessary number of elements and finally the evaluation of the results quality on a finite basis. This last point led us to work out an alternative synthesis technique making it possible to obtain an optimum estimate over an infinite dimensional filters basis as precise as desired. After this phase of optimization, we sought to make the controller able to be implemented in a calculator and valid on the whole of the light envelope. We thus approached the reduction and the structuration of the controller through robust modal control techniques as well as the scheduling by these same methods but also starting from the interpolation of the controller put under an Estimation/Control form. This last point lead us to supplement the existing results by generalizing them to the multivariable case and by widening the traditional stability conditions to convex fields of the complex plane. At each step, developments were illustrated throught the application to the longitudinal control of the airplane. Then we took again the whole of methodology on the case of lateral control in order to test the robustness of it.
  • No references.
  • No related research data.
  • No similar publications.

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