Modélisation sous forme LFT et synthèse de correcteurs LFT auto-séquencés de taille réduite et leurs implémentations aux applications de commande en aéronautique

Other literature type English OPEN
Knauf, Andreas (2009)
  • Subject: Modélisation sous forme LFT | Réduction de taille de modèles | Interpolation polynomiale | Séquencement de gains | Commande modale | Synthèse directe de gains LFT | Implémentation en temps réel | Vol en formation de satellites | Contrôle d'un avion de combat | 629.8

Les systèmes à paramètres variants restent un défi pour la synthèse de lois de commande à cause des grands domaines de fonctionnement et des variations associées du comportement du système. Une axe de recherche s'est orientée vers les approches de séquencement de gains dont la majorité est basée sur la synthèse d'un ensemble de correcteurs indépendants pour divers points de fonctionnement. Ces correcteurs sont ensuite interpolés après leur synthèse. Dans ce mémoire, la transformation fractionnelle linéaire LFT ou forme standard d'un système est utilisée pour la synthèse directe d'un correcteur auto-séquencé, c.a.d. paramétré de manière explicite évitant ainsi la procédure parfois difficile d'interpolation. La méthode de synthèse proposée est basée sur la commande modale. Plusieurs algorithmes pour l'implémentation en temps réel sont introduites et les critères de faisabilité et de convergence associés sont développés. Ils sont aussi comparés par rapport à leur temps de calcul en ligne. L'implémentation pratique est finalement illustrée avec deux applications aérospatiales: le contrôle d'une formation de satellites et l'asservissement en tangage d'un avion de combat générique. Parameter variant systems remain a challenging task for control law design due to the large operating domain and the associated changes in system behaviour. A lot of research has been dedicated to gain scheduling approaches where the majority is based on the design of a set of independent controllers for various operation points. These controllers are then interpolated after the synthesis process. In this thesis, the Linear Fractional Transformation LFT or standard form of a system is used for the direct synthesis of explicitly parameterised or self-scheduled controllers avoiding this sometimes difficult interpolation procedure. The proposed design method is based on modal control. Different algorithms for its real time implementation are introduced and the attached feasibility and convergence criteria are developed. They are also compared with respect to their online computational costs. The practical implementation is finally illustrated with two aerospace applications: the control of a satellite formation and the pitch control of a generic fighter aircraft.
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