Embarquabilité et synthèse de correcteurs à séquencement de gains avec contrainte d'ordre : application au pilotage d'un missile

Implementation and synthesis of gain-scheduled controllers with order contraints : application to missile control

• Auteur / Autrice : Damien Farret
• Direction : Gilles Duc
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Paris 11

Mots clés

Mots clés libres

Multi-échantillonnage

Transformations fractionnaires linéaires

Inégalités matricielles affines

Résumé

Cette thèse porte sur la commande robuste en temps discret de systèmes stationnaires et non stationnaires avec application au pilotage de missiles. La partie théorique du mémoire traite principalement de deux méthodes de synthèse de correcteurs en temps discret: la synthèse H∞ avec contrainte d'ordre et la synthèse de correcteurs Linéaires à Paramètres Variants par optimisation de gain L2. Dans les deux cas, ces problèmes sont résolus en tenant compte de la présence éventuelle de plusieurs cadences d'échantillonnage dans l'architecture de la loi de commande recherchée. Les méthodes de résolution reposent sur l'utilisation des inégalités matricielles affines (LMI). La partie pratique du mémoire porte sur l'application de ces méthodes de synthèse à trois cas de figure: le pilotage non-linéaire de la voie de tangage d'un missile fortement manœuvrant, le contrôle des trois voies d'un missile piloté en dérapage en phase manœuvrant et le pilotage d'un missile de croisière sur une large enveloppe de vol. Ces applications permettent de mettre en lumière les avantages et éventuelles limitations de l'utilisation des méthodes proposées pour l'élaboration de lois de pilotage de missiles.

This thesis deals with discrete-time robust control techniques for stationary and non-stationary systems with application to missile control. On a theoretical point of view, this dissertation mainly concerns two discrete-time synthesis problems : the fixed-order H∞ synthesis and the synthesis of LPV controllers based on an L2-gain optimisation. The proposed methods tackle with both single-rate and multirate cases and rely on LMI optimisation. The practical application of those methods is detailed in three case studies : the non-linear control of a missile with a high level of manoeuvrability, the six degree-of-freedom control of a manoeuvring skid-to-turn missile and the control of a missile on a wide flight envelop. These case studies point out the advantages and the possible limitations of the proposed techniques to design missile control laws.