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Thèse soutenue

Commande boucle fermée multivariable pour le vol en formation de vaisseaux spatiaux

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Auteur / Autrice : Sebastian Gaulocher
Direction : Jean-Pierre Chrétien, Christelle Pittet
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Systèmes automatiques
Date : Soutenance en 2007
Etablissement(s) : Toulouse, ISAE

Résumé

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Cette thèse traite du contrôle du vol en formation de vaisseaux spatiaux. Le vol en formation permet de réaliser de nouveaux scénarios de missions. De par la diversité des applications envisageables, les travaux sont divisés en deux parties. Dans la première partie, restreinte au contrôle des centres de masse des vaisseaux, une approche est proposée pour modéliser les orbites relatives entre deux satellites en orbite terrestre, tenant compte de l'aplatissement de la Terre. Fondée sur le scénario d‘une mission en orbite de transfert géostationnaire, la problématique d‘une dynamique à paramètre variant est illustrée. Deux manières différentes d'asservir la position relative sont présentées : la première a recours à la représentation linéaire fractionnaire pour obtenir un correcteur auto-séquencé ; la seconde utilise la synthèse H2 et un modèle de référence pour synthétiser un correcteur interpolé. Dans la deuxième partie, traitant des 6 degrés de liberté de chaque vaisseau, des modèles génériques pour la cinématique, la dynamique et la métrologie d'une formation de vaisseaux spatiaux en orbite non planétaire sont proposés. La mission exemplaire Pegase est composée de trois vaisseaux. Dans son mode d'observation, qui requiert un maintien précis des positions et des attitudes des vaisseaux, il est possible d'utiliser des techniques de commande multivariable. La commande H2 est utilisée pour satisfaire les spécifications de la mission Pegase. Ensuite, deux problématiques particulières sont traitées. Premièrement, la commutation entre correcteurs conçus pour différents modes est considérée. Deuxièmement, un correcteur H2 décentralisé est synthétisé grâce à un algorithme itératif.