Éléments de contrôle actif non-linéaire : théorie et applications

• Auteur / Autrice : Gilles Chamberland
• Direction : Louis Jézéquel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Ecully, Ecole centrale de Lyon

Résumé

La présence de non-linéarités dans un système mécanique contrôle peut induire des phénomènes complexes, nécessitant des approches particulières. Ce travail de thèse propose une analyse, dans le cadre des commandes par retour d'état, des moyens de traitement adaptés à certaines de ces non-linéarités. Le déroulement du mémoire s'articule autour du triplet loi de commande/actionneur/structure. Dans un premier temps, nous nous attachons a mettre en place la problématique, ainsi que l'adaptation de la commande aux non-linéarités provenant aussi bien de la structure que du domaine de fonctionnement de l'actionneur. Ce dernier point va nous amener a aborder, dans un second temps, la commande régénérative et la mise au point d'un algorithme approprie, et plus généralement à une prévision de la consommation énergétique des systèmes actifs. Nous établirons ainsi tous les éléments nécessaires a la mise en place avec succès d'une telle commande. En vue de l'application de la commande régénérative, nous consacrerons ensuite une part importante de ce mémoire a la conception, modélisation, pilotage et réalisation d'un actionneur présentant toutes les fonctionnalités nécessaires. Enfin, à titre d'illustration, nous étudierons un cas de contrôle actif de structure non-linéaire en génie civil. Il s'agit d'un modèle réduit de pont a haubans ayant fait l'objet récemment d'expérimentations a grande échelle.

Nonlinearities in controlled mechanical systems can induce complex phenomena, requiring specific approaches. This PhD thesis proposes, in the context of optimal control theory, an analysis of nonlinear control features. This work will focus on the three entities control law / actuator / structure. Fisrt of all, we will bring out the context, as well as the control law adaptation to nonlinear behaviours of the structure and of the actuator. This latter point will be directly lead us to regenerative control, statement of corresponding algorithm, and more generally to energy consumption prediction for active systems. We will thus possess all elements to successfully apply such a control. In order to effectively apply this control, we will afterwards devote a large part of this work to conception, model, control and realization of an actuator possessing all necessary functions. At last, we will illustrate our talk by a recent nonlinear active control example. It is a cable-stayed structure mock-up having lead to recent large-scale experiments.