Observation d'états d'un véhicule pour l'estimation du profil dans les traces de roulement

Observation of vehicule to estimate the road profile under the rolling traces

• Auteur / Autrice : Hocine Imine
• Direction : Kouider Nacer M'Sirdi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Automatique et robotique
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Versailles-St Quentin en Yvelines

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chaussées -- Charges dynamiques

Contact de roulement

Commande en mode glissant

Résumé

Le but de cette thèse est la réalisation d'un estimateur de profil de route basé sur les observateurs non linéaires. Nous avons comparé les résultats de plusieurs méthodes au profil mesuré par l'analyseur de profil en long (APL). Nous avons étudié dans un premier temps, la faisabilité de notre approche sur une remorque instrumentée placée sur un support statique. Nous avons alors procédé à une reconstruction des signaux d'excitation constituant les entrées inconnues. Afin de développer des observateurs non linéaires, nous avons réalisé un modèle dynamique du véhicule que nous avons validé par des essais sur la piste du LCPC de Nantes. Pour estimer les quatre traces de roulement du véhicule, plusieurs méthodes basées sur l'observateur à modes glissants ont été développées. Dans un premier temps, tous les paramètres du modèle sont considérés connus. Ensuite, un observateur étendu par modes glissants permettant d'estimer les forces longitudinales du véhicule a été développé pour contourner le problème de la méconnaissance des coefficients d'adhérence et de glissement. Dans une troisième approche, nous avons réalisé un observateur triangulaire à modes glissants afin d'obtenir une convergence en temps fini des états, ceci permet de quantifier les quatre traces de roulement du véhicule sur la chaussée. Une étude comparative entre ces différentes méthodes d'estimation utilisant les observateurs, a montré que la convergence en temps fini de l'observateur était la meilleure façon d'estimer les profils de chaussée. Enfin, nous avons comparé les réponses dynamiques du véhicule à chaque entrées de profils, issus respectivement, des observateurs et de la méthode inertielle

The aim of this thesis is the realization of a road profile estimator based on the nonlinear observers. Beforehand, we compared the results of several methods to the profile measured by the Longitudinal Profile Analyser (LPA). We studied in a first time, the feasibility of our proposed approach on a trailer placed on a static support. Then, we estimated the excitation signals constituting the unknown inputs. In order to develop the nonlinear observers, we realized a dynamic model of the vehicle which is validated after making tests with an instrumented vehicle on the LCPC's track. To estimate the four traces of rolling of the vehicle, several methods based on sliding mod observer have been developed. First, the adhesion coefficients of the model are known. Then, another observer to estimate the longitudinal forces of vehicle have been developed. In a third approach, we developed a triangular observer to have the convergence in finite time of the states, which permit us to quantify the four traces of the vehicle on the pavement. A comparative study between these different methods of evaluation using the observers, showed that the convergence in finite time of the observer was the best way to estimate the road profile. Finally, we compared the dynamic responses of the vehicle to every input of profile, descended respectively, of the observers and the inertial method