Thèse soutenue

Contrôle de la rentrée d'une navette
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Auteur / Autrice : Antoine Grall
Direction : Ghislaine Joly-Blanchard
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Contrôle des Systèmes
Date : Soutenance en 1992
Etablissement(s) : Compiègne
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale 71, Sciences pour l'ingénieur (Compiègne)

Résumé

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Le problème de guidage hypersonique d'une navette spatiale lors de la rentrée dans l'atmosphère terrestre peut être formulé en termes de poursuite d'une trajectoire de référence prédéfinie. Cette trajectoire est donnée par l'expression de la décélération due à la traînée désirée en fonction de la vitesse de l'appareil par rapport à la terre. Les équations classiques de la dynamique permettent de modéliser le comportement de l'appareil. La phase de rentrée est alors décomposée en doux étapes successives, chacune nécessitant une stratégie de guidage spécifique. Dans un premier temps, il est nécessaire de rejoindre dans de bonnes conditions la trajectoire de référence correspondant aux conditions réelles de désorbitation. Cette étape est traitée sous la forme d'un problème de contrôle optimal. Le problème est résolu par une paramétrisation particulière de la variable de commande imposée qui est la gite aérodynamique. Cette approche permet en particulier de faire face aux risque de rebonds incontrôlés sur hautes couches de l'atmosphère. Il s'agit d'une stratégie de commande en boucle ouverte. La seconde étape traite de la poursuite proprement dite du profil de référence. La stratégie adoptée provient de travaux portant sur la théorie du contrôle non linéaire. La technique employée pour une commande en boucle fermée permet de prendre en compte les non linéarités d'un modèle d'état réduit. La relation traînée-vitesse est linéarisée grâce à un bouclage par retour d'état, après un changement de variable sur les équations d'état du modèle de commande. Les résultats obtenus montrent l'efficacité de cette approche en simulation sur le modèle complet et sa facilité de mise en œuvre par rapport aux stratégies existantes, de type PID à gains variables.