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1269-6935
Revues des Systèmes
 

 ARTICLE VOL 46/4-5 - 2012  - pp.479-506  - doi:10.3166/jesa.46.479-506
TITRE
Modélisation LFT et commande auto-séquencée. Application au pilotage d'un lanceur

TITLE
LFT Modeling and self-scheduled control. Application to a launch vehicle

RÉSUMÉ

De par la diversité des missions, la recherche de diminution des coûts de développement et d’intégration ainsi que la conception mécanique et aérodynamique des lanceurs, le cahier des charges des lois de pilotage devient de plus en plus complexe et exigeant. Les lois de commande se doivent de prendre en compte les variations des paramètres ainsi que les incertitudes omniprésentes, de manière à garantir les performances demandées. Pour ce faire, nous nous proposons d’aborder dans cet article, d’une part la problématique de la modélisation du lanceur sous forme LFT, et d’autre part la synthèse de lois de commande auto-séquencées. En partant des équations mécaniques du lanceur et de données réelles, nous montrons comment obtenir une modélisation LFT. Sur la base de cette modélisation, nous synthétisons une loi de commande auto-séquencée, basée sur les techniques de synthèse modale robuste. Nous montrons dans quelle mesure, cette technique permet de prendre en compte de manière efficace non seulement la variation des paramètres mesurables du système dans le temps mais également des incertitudes sur d’autres paramètres. La prise en compte des modes flexibles du lanceur sera également traitée, de même que le problème de « missionisation », c’est-à-dire l’adaptation de la loi de commande en fonction de la charge utile et de sa mission. Les lois seront validées selon un cahier des charges réaliste faisant intervenir des performances temporelles, des contraintes fréquentielles et temporelles de robustesse ainsi que des exigences en termes de réjection de perturbations. Bien que synthétisées en continu, les lois seront également validées en discret.



ABSTRACT

Due to the range of missions, the reduction of development and integration costs as well as the structural and aerodynamical constraints on launchers, the specifications for their flight control laws have become more and more complex and demanding. The flight control laws have to take into account parameter variations and many uncertainties in order to ensure the desired performances. To tackle this problem, it is first suggested to treat the modelling of a launcher under LFT or standard form and then the design of self-scheduled control laws. It is shown how to deduce the LFT model from the mechanical equations and realistic data. Based on this model, a self-scheduled control law is then synthesized using robust modal control techniques. It will be shown how this technique allows us to handle efficiently not only measurable time varying parameters but simultaneously uncertainties on other parameters. Consideration of bending modes will also be addressed, as well as the missionization problem, i.e. the adaptation of the control laws with respect to the payload and its mission. The laws are validated with respect to realistic specifications concerning time performances, robustness constraints in terms of frequency and time responses and perturbation rejection demands. Although having been synthesized in continuous time domain, the laws will finally be validated in the discrete time domain.



AUTEUR(S)
Caroline BÉRARD, Jean-Marc BIANNIC, Carsten DÖLL, David SAUSSIÉ

MOTS-CLÉS
modélisation LFT, commande modale, commande robuste, commande auto-séquencé

KEYWORDS
LFT modelling, modal control, robust control, self-scheduling control

LANGUE DE L'ARTICLE
Français

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