Modèle et commande structurés : application aux grandes structures spatiales flexibles

Modeling and structured control law : applying to flexible space structures

• Auteur / Autrice : Nicolas Guy
• Direction : Daniel Alazard, Christelle Manceaux-Cumer
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Automatique
• Date : Soutenance le 26/11/2013
• Etablissement(s) : Toulouse, ISAE
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Systèmes (Toulouse ; 1999-....)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Office national d'études et recherches aérospatiales (France). Département Commande des Systèmes et Dynamique du vol (Toulouse, Haute-Garonne ; 1997-2017)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut supérieur de l'aéronautique et de l'espace (Toulouse, Haute-Garonne). Département mathématiques, informatique, automatique (2007-2015)
• DOI : 10.70675/cd1fa911z8132z474az90e8za09cb5169c0a

Mots clés

Mots clés contrôlés

Véhicules spatiaux

Structures spatiales

Commande automatique

Mots clés libres

Structures flexibles

Contrôle d'attitude

Synthèse Hinfini structurée

Flexible structure

Attitude control law

Structured Hinfinity synthesis

Résumé

Dans cette thèse, les problématiques de la modélisation et du contrôle robuste de l’attitude des grandes structures spatiales flexibles sont considérées. Afin de satisfaire les performances de pointage requises dans les scénarios des futures missions spatiales, nous proposons d’optimiser directement une loi de commande d’ordre réduit sur un modèle de validation d’ordre élevé et des critères qui exploitent directement la structure du modèle. Ainsi, les travaux de cette thèse sont naturellement divisés en deux parties : une partie relative à l’obtention d’un modèle dynamique judicieusement structuré du véhicule spatial qui servira à l’étape de synthèse ; une seconde partie concernant l’obtention de la loi de commande.Ces travaux sont illustrés sur l’exemple académique du système masses-ressort, qui est la représentation la plus simple d’un système flexible à un degré de liberté. En complément, un cas d’étude sur un satellite géostationnaire est traité pour valider les approches sur un exemple plus réaliste d’une problématique industrielle.

In this thesis, modeling and robust attitude control problems of large flexible space structures are considered. To meet the required pointing performance of future space missions scenarios, we propose to directly optimize a reduced order control law on high order model validation and criteria that directly exploit the model structure. Thus, the work of this thesis is naturally divided into two parts : one part on obtaining a wisely structured dynamic model of the spacecraft to be used in the synthesis step, a second part about getting the law control. This work is illustrated on the example of the academic spring-masses system, which is the simplest representation of a one degree of freedom flexible system. In addition, a geostationary satellite study case is processed to validate developed approaches on a more realistic example of an industrial problem.