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Languages: French
Types: Article
Subjects: Avion souple, Aéroservoélasticité, Observabilité, Gouvernabilité, Grammiens, Capteurs, Commande robuste, Synthèse convexe, Q - µ synthèse, 629.8, Flexible aircraft, Aeroservoelasticity, Observability, Commandability, Grammians, Sensors, Robust control, Convex synthesis, Q - µ synthesis
Cette thèse est consacrée au développement et à la mise au point d'une méthodologie de synthèse de lois de pilotage robustes et performantes pour les avions de transport de future génération, caractérisés par la grande flexibilité de leur structure. Après avoir présenté une modélisation de l'avion souple et brossé la problématique du pilotage latéral, nous avons étudié et développé des outils mathématiques d'analyse des systèmes linéaires, qui permettent d'en déterminer le comportement dynamique, et de guider le concepteur dans le choix de la configuration de commande en fonction des objectifs recherchés. Une technique d'analyse "boucle fermée" permettant d'étudier la faisabilité du cahier des charges est également proposée. Pour la conception des lois de pilotage, après un état de l'art des méthodes de synthèse de commandes de vol, nous proposons une méthodologie fondée sur une technique récente de synthèse convexe qui présente l'avantage de pouvoir transcrire la majorité des spécifications fréquentielles et temporelles présentes dans le cahier des charges sous la forme de gabarits simples à manipuler. Le problème de synthèse se ramène alors à un problème convexe de programmation linéaire ou de type LMI. Afin de pouvoir traiter l'ensemble de cahier des charges, nous avons ensuite mis au point une nouvelle méthode, la Q - μ synthèse, qui permet de traiter les objectifs de robustesse aux incertitudes structurées. D'autres développements, tels que la synthèse de précommande dynamique ou la modification de correcteur existant, ont également été menés. Enfin, l'application de ces techniques sur deux benchmarks (système de transmission souple et navette spatiale) ainsi que sur l'avion souple, a permis de montrer l'applicabilité et la pertinence de notre méthodologie de synthèse. This thesis deals with the development of a new methodology to synthesize robust and effective control laws for future highly flexible transport aircraft, with significant coupling between flight mechanics and structural modes. A model of the flexible aircraft and the problem of the lateral flight control system design are first presented. Then mathematical tools for analyzing linear systems dynamics, especially in order to help the designer to select optimal locations of actuators and sensors, are studied and developed. Moreover a closed-loop analysis technique is proposed in order to study the feasability of a sot of design requirements. The problem of the flight control design have been addressed through various techniques (modal control, H∞ techniques, ...). We propose a new methodology based upon a recent technique of convex synthesis. This technique enables time- and frequency-domain specifications to be directly accounted for in the design as convex constraints or criteria. With our approach, the synthesis problem boils down into a linear programming or LMI problem. In order to enable the various specifications to be accounted for in the design, we develop a new method, called Q - it synthesis, which allows the design to be robustified in the face of structured uncertainties. Other developments, such as dynamic feedforward synthesis or controller retuning, are also proposed. These techniques are applied to the synthesis of controllers for two benchmark problems (a flexible transmission problem and a space shuttle example) and to the lateral flight control system design of the highly flexible aircraft. Tho results that we get prove that our methodology is both applicable and relevant.
  • No references.
  • No related research data.
  • No similar publications.

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