Contrôle actif de structures flexibles par commande prédictive généralisée

Active control of flexible structures using generalized predictive control

• Auteur / Autrice : Julien Richelot
• Direction : Joël Bordeneuve-Guibé, Valérie Pommier-Budinger
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Automatique
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Amortissement (mécanique)

Vibrations

Piézoélectricité

Commande prédictive

Structures flexibles

Mots clés libres

Contrôle actif de vibrations

Commande prédictive

Structures flexibles

Actionneurs piézoélectriques

Résumé

Le propos de ce travail est d'effectuer le contrôle actif d'une maquette de ballottement constituée d'une poutre encastrée-libre, dotée d'un réservoir en son extrémité. Il a d'abord s'agit de modéliser et dimensionner la structure. De par sa complexité, nous avons eu recours à un logiciel de calculs par éléments finis, qui a fourni les paramètres électromécaniques à partir desquels un modèle est obtenu. La loi de commande devra appréhender un contexte multi-modes et multivariables et être suffisamment robuste, les interactions fluide/structure et configurations de remplissage du réservoir étant vues comme des incertitudes autour d'un modèle nominal. La Commande Prédictive Généralisée a été choisie. Les résultats expérimentaux de l'emploi du GPC pour effectuer le contrôle actif sont probants. Au delà des performances du correcteur et de sa compacité, cette loi permet d'obtenir globalement le même comportement du système corrigé d'une configuration de remplissage du réservoir à l'autre.

The aim of this study is to perform the active damping of a sloshing structure, i. E. A free-clamped beam with a tank. The first step is to model and DIMENSION the structure. Because of its complexity, a Finite Elements software has been used, to compute the electromechanical parameters from which the model is deducted. Then comes the choice of the control law, which must handle a multimode and MIMO context and must be robust, the fluid/structure interactions and the several filling configurations of the tank being seen as uncertainties around a nominal model. Generalized Predictive Control has been chosen. The use of GPC to perform the active damping of the flexible structure is interesting. The controller is efficient and compact; moreover the results show the same global behaviour for the looped system, from one filling configuration of the tank to another.