Sûreté de fonctionnement des systèmes mécaniques actifs

par Hamed Fall

Thèse de doctorat en Sciences pour l'ingénieur

Sous la direction de Willy Charon.


  • Résumé

    Cette thèse est consacrée à l'étude de sûreté de fonctionnement des systèmes mécaniques dynamiques actifs, en analysant leur comportement suite à des variations paramétriques liées à leurs incertitudes, et suite à des pannes d'actionneurs et de capteurs. Le chapitre 1 de cette thèse rappelle les principes d'évaluation de la fiabilité et des outils nécessaires pour le traitement des incertitudes par des approches probabilistes. Le chapitre 2 décrit le principe du contrôle actif, ainsi que les me��thodes (LQG, LQR, LQE) utilisées pour la conception du régulateur et de l'observateur retenu. Ce contrôleur implémente un modèle réduit modal de la structure et ses caractéristiques de gain et de filtre resteront inchangées quelle que soit la variation des paramètres nominaux. Il est conçu pour le contrôle des vibrations d'une structure dont le nombre de modes de vibration est supérieur à celui considéré dans le contrôleur. La théorie correspondante est détaillée dans le chapitre 3. Dans le chapitre 4 et 5, on applique ces théories à un panneau en aluminium. L'importance de l'utilisation de la métode des plans d'expérience y est montrée. L'utilisation de la méthode permet également de définir un domaine d'étude ou le système reste stable quelle que soit la variation des paramètres. Cette méthode se présente comme une étape nécessaire pour le traitement des incertitudes paramétriques par des approches probabilistes (FORM/SORM) dans le cas des systèmes mécaniques adaptatifs. Le chapitre 6 est consacré à l'étude de l'influence des pannes de capteurs et d'actionneurs sur la performance et la stabilité du système contrôle. Ces travaux ont permis de faire la jonction entre les méthodes de conception des systèmes mécaniques actifs et l'approche probabiliste dans le cas des structures continues.

  • Titre traduit

    Dependability of active mechanical systems


  • Résumé

    This thesis concerns the dependability of active dynamical mechanical systems, analyses the behaviour of these systems after parametric variations due to their uncertainties and after actuator and sensor breakdowns. Chapter 1 addresses the principles of evaluation of reliability, and the tools needed for the treatment of parametric uncertainties by probabilistic approaches. Chapter 2 describes the principle of active control, as well as the methods (LQG, LQR, LQE) implemented in the regulator and observer design process. This controller implements a reduced modal of the structure and its gain and filter characteristics will remain unchanged while nominal parameters change. It is designed to control the vibrations of a structure, which number of vibration modes is higher than that considered within the controller. The corresponding theory is detailed in chapter 3. In the chapter 4 and 5, we apply those theories to an aluminium panel. The importance of using the design of experiments method was shown. Implementing this method also makes it possible to define a study field where the system will remain stable within the variation range of the parameters. This method proved to be a necessary step for the treatment of parametric uncertainties by probabilistic approaches (FORM/SORM) in the case of active mechanical systems. Chapter 6 addresses the study of the influence of sensor and actuator breakdowns on the performance and the stability of the controlled system. This work has permitted to connect design methods of active mechanical systems and probabilistic approaches in the case of continuous structures.

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Informations

  • Détails : 186 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.173-178

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  • Bibliothèque : Bibliothèque universitaire Lucien Febvre (Belfort).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.Sc.2003.3.B
  • Bibliothèque : Université de technologie de Belfort-Montbéliard. Bibliothèque.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : THESE 03 FAL

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