Contrôle actif modal flou des rotors flexibles par plan d'action piézoélectrique

par Mohamed Malhis

Thèse de doctorat en Mécanique

Sous la direction de Johan Der Hagopian.

Soutenue en 2002

à Lyon, INSA .


  • Résumé

    Les travaux de ce mémoire contribuent à l'étude du contrôle actif des rotors flexibles en transitoire de vitesse. Ils proposent un Contrôle Modal Flou (C. M. F. ) dont la commande est basée sur le retour d'état modal de la structure et appliquée par un plan d'action piézoélectrique. Dans un premier temps, il s'agit de valider le C. M. F. Via une application à une structure représentant un rotor à l'arrêt. La structure choisie est une poutre dont le comportement dynamique est contrôlé par un plan d'action constitué de deux vérins piézoélectriques orthogonaux. Des contrôleurs optimaux de type Linéaire Quadratique Gaussien (L. Q. G. ) sont mis en place et pris pour référence pour valider la stratégie utilisant des C. M. F. L'application est réalisée en deux étapes. La première concerne le contrôle de la poutre dans une de ses directions transversales. Les résultats des simulations et des expérimentations sont en bon accord et montrent que le contrôle proposé est efficace et robuste. La seconde concerne l'extension de la méthode aux deux directions transverses. La faisabilité du contrôle d'une poutre flexible par un plan d'actionneurs piézoélectriques a donc été montrée. Dans un second temps, l'application du C. M. F. Au contrôle du comportement dynamique d'un rotor flexible en régime transitoire a été réalisée par l'intermédiaire d'un palier actif piézoélectrique. Cette stratégie est utilisée pour maîtriser les premiers modes du système. La robustesse du contrôle proposé permet de s'affranchir des non-linéarités du comportement dynamique du rotor. En particulier celles dues à l'évolution de la base modale en fonction de la vitesse de rotation et celles liées aux incertitudes du modèle sont absorbées. Le résultat des simulations montrent que ce contrôle est efficace : la réjection des perturbations est rapide et l'amortissement observé sur la réponse au balourd au passage des vitesses critiques est important.

  • Titre traduit

    = Fuzzy modal active control of flexible rotors by piezoelectric actuators arranged on a plane


  • Résumé

    This memory contributes to the study of the active control of the transient behaviour of flexible rotors. They propose a Fuzzy Modal Control (F. M. C) based on the feed-back of modal state of the structure and applied by an active plan composed of two piezoelectric pushers. First, the concept F. M. C. Is validated via an application a beam whose dynamic behaviour controlled by an action plan composed of two piezoelectric pushers. Optimal controllers of Linear Quadratic Gaussian type (L. Q. G. ) are set up and are taken for reference to validate the strategy using of controllers F. M. C. The application is carried out in two phases. The first relates to the control of the beam in one of its transverse directions is realised. The results of simulations and the experiments are in agreement and have a good effectiveness of the proposed controllers. The second relates to the extension of the method in two transverse directions. The feasibility of the control of a flexible beam according to two directions by a plan of piezoelectric actuators was shown. Secondly, we are interested more particularly in the application of the F. M. C. To control the transient dynamic behaviour of a flexible rotor subjected to external disturbances. The control force is applied in an action plan by means of an active bearing equipped with two piezoelectric pushers. The F. M. C. Is used to control the first modes of the system. The results of simulations show that this control is effective, the rejection of the disturbances is fast and the damping observed on the response to the unbalance with the passage of the critical speeds is significant. The robustness of control proposed absorbs the non linearity of the dynamic behaviour of the rotor in particular those which are due to evolution of its modal base according to its speed of rotation and those related to uncertainties in the model of the rotor/actuators.

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Informations

  • Détails : 124 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 106-112

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(2750)
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