Contribution au dimensionnement des systèmes sur des critères dynamiques et énergétiques : approche par bond graph

par Roger Fotsu Ngwompo

Thèse de doctorat en Automatique Industrielle

Sous la direction de Serge Scavarda.


  • Résumé

    L'objet de ce mémoire est la présentation d'une méthodologie de dimensionnement des systèmes sur' des critères dynamiques et énergétiques. Un cahier des charges étant imposé et une structure choisie pour la chaîne d'actionnement, il s'agit de vérifier que les composants du système sont susceptibles de suivre les dynamiques imposées tout en respectant les contraintes de puissance. L'outil de modélisation adopté est le bond graph pour ses propriétés de représentation des transferts de puissance et des interconnexions entre les éléments d'un système. Les liens entre le dimensionnement et l'inversion des systèmes nous ont conduit à étudier les problèmes d'inversion d'abord par les méthodes classiques. Ensuite, nous proposons des critères d'étude de l'inversibilité et des procédures de construction des modèles inverses par une approche bond graph en utilisant le concept de bicausalité. Quelques analyses structurelles sur le modèle bond graph inverse sont menées en exploitant les propriétés des liens bicausaux. A partir de ces outils théoriques pour la représentation graphique des m9dèles inverses, nous présentons une méthode de vérification de l'adéquation d'un ensemble d'actionnement à des spécifications imposées par un cahier des charges en remontant des sorties de la chaîne aux entrées par étages successifs. L'illustration de la méthode est faite sur la validation des actionneurs d'un manipulateur deux axes et il est ainsi possible d'analyser les causes d'éventuelles saturations ou de détecter les composantes qui imposent les limitations aux performances du système.

  • Titre traduit

    = Contribution to a bond graph approach for sizing systems based on dynamic and energetic criteria


  • Résumé

    The purpose of this work is to present a methodology to validate the size of a system components for its proper operation based on dynamic and energetic criteria. If some specifications of a desired performance are given and a structure of actuator system is chosen, then the problem considered here is to check that components of the actuator system are able to follow the desired dynamic while satisfying the power constraints. The modelling tool adopted is bond graph for its property of representing power transfer and interconnections between elements of a system. The links between sizing problem and inverse system have led us to study the problem of system inversion firstly using classical theory. We then propose a bond graph based method for invertibility study and a procedure for construction of inverse bond graph using the concept of bicausality. Some structural anal y sis on the inverse bond graph are carried out by exploiting the properties of bicausal bonds. These theoretical tools and the graphic representation of inverse model then allow us to develop a method for verification of the appropriateness of an actuator system to some performance specifications by checking the proper operation of the system at each lev el from the output to the input. For illustration, the proposed method is applied to the validation of a two-link manipulator actuators and it is thus possible to analyse the causes of saturations and to detect components which impose limitations to the performance of the system.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (217 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p

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  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(2015)
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