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Journal Européen des Systèmes Automatisés

1269-6935
Revues des Systèmes
 

 ARTICLE VOL 44/7 - 2010  - pp.853-879  - doi:10.3166/jesa.44.853-879
TITRE
Une approche pratique de la synthèse anti-windup dynamique

TITLE
A practical approach to dynamic anti-windup synthesis

RÉSUMÉ

Une méthodologie complète est proposée dans cet article afin de synthétiser un correcteur anti-windup d’ordre quelconque. Une formulation convexe du problème d’ordre plein est notamment établie. La convexité est perdue dans le cas général mais peut être restaurée dès que la dynamique du correcteur est fixée. Dans ce contexte, un algorithme permettant de déterminer un ensemble de pôles pertinents puis un correcteur d’ordre réduit adéquat est introduit. Une stratégie est ensuite élaborée afin de contraindre les pôles du correcteur et d’éviter l’apparition de dynamiques lentes susceptibles de dégrader les performances temporelles. Les algorithmes proposés sont finalement appliqués à un modèle d’avion de combat et conduisent à des résultats concluants. Les correcteurs anti-windup obtenus permettent en effet d’assurer la stabilité du système saturé pour des consignes d’amplitude élevée tout en minimisant la dégradation de performance due à la présence des saturations.



ABSTRACT

A complete methodology is proposed in this paper to design a fixed-order antiwindup controller. A convex formulation is notably obtained in the full-order case. Convexity is lost in the general case but can be recovered as soon as the poles of the anti-windup controller are fixed. In this context, an algorithm is introduced, which allows to determine a set of relevant poles and to synthesize a reduced-order controller. A strategy is then elaborated to constrain the controller poles, so as to avoid slow dynamics which often lead to poor time-domain performance. The proposed algorithms are finally applied to a fighter aircraft model and prove conclusive. Indeed, the resulting anti-windup controllers ensure stability for large amplitude input signals, while minimizing the loss of performance due to the saturations.



AUTEUR(S)
Clément ROOS

MOTS-CLÉS
saturation, condition de secteur modifiée, synthèse anti-windup dynamique, correcteur d’ordre plein ou réduit, dynamique fixée ou contrainte, avion de combat.

KEYWORDS
saturation, modified sector condition, dynamic anti-windup synthesis, full or reduced order controller, fixed or constrained dynamics, fighter aircraft.

LANGUE DE L'ARTICLE
Français

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