Contribution à l’étude des aspects énergétiques en robotique mobile
par Maher Amara
Thèse de doctorat en Informatique et Automatique Industrielle
Sous la direction de Serge Scavarda.
Soutenue en 1991
à Lyon, INSA , en partenariat avec LAI - Laboratoire d'Automatique Industrielle (Lyon, INSA) (laboratoire) .
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Résumé
Le travail de recherche présenté dans ce mémoire vise à mettre en place une méthodologie d'aide à l'étude et à l'anal se des aspects énergétiques en robotique mobile. Le premier chapitre est consacré à une analyse globale de la problématique liée à l'environnement énergétique d'un robot mobile et à la mise en évidence des différents facteurs qui interviennent dans son comportement énergétique. Dans le second chapitre les méthodes (énergie cinétique double Taux de puissance transitoire) et (effort- effort transitoire vitesse de choix d'un système d'actionnement sont analysées a partir de modèles bond grahs. Une extension de la première méthode est proposée et pour la seconde méthode une procédure systématique de sélection assistée par ordinateur d'un ensemble servovalve-verin hydraulique systématique. établie en se basant sur la définition de son domaine d'utilisation maximal. Le troisième chapitre montre que le formalisme scattering de type réseau constitue une formulation alternative au formalisme bond graphs pour la représentation des systèmes physiques. La procédure algébro-graphique originale qui a été développée pour passer d'une représentation bond grah à une représentation scattering est présentée dans le quatrième chapitre. Basée sur ces deux représentations la méthode MACSYMEN Méthode d'Aide à la Conception de Systèmes Multi énergétiques) développée dans le cinquième chapitre fournit au concepteur un outil permettant d'effectuer sur des systèmes linéaires ayant une structure à une seule branche des analyses énergétiques qualitatives et quantitatives. Le sixième chapitre illustre, l'utilisation de la maquette logicielle élaborée, dans le contexte du robot à pattes RHESUS.
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Titre traduit
= Contribution for studying energetic aspects in mobile robots
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Résumé
The purppse of this thesis is to develop a methodology to study and analyse energetic aspects in mobile robots. In the first section we globally analyse the problematic question attached to the energy environment of the mobile robot and highlight the various factors which intervene in their energetic behaviour. In the second section the methods (double kinetic energy-power rate) and (effort-transitory effort-velocity used for actuators choice are analysed with bond graph models. One extension of the first method is proposed and for the second method a computer-aided choice of electro hydraulic servovalve-cylinder set is established and is based on the definition of planes representing the constraint of their maximal dynamic capabilities. The third section shows that the scattering formalism constitutes an alternative formulation to bond graph formalism for physical systems representation. An original procedure to match bond graph and scattering formalisms is developed in the fourth section. Based on these formalisms the method MACSYMEN (aided-Design Method of multi energetic systems) is developed and gives designers tools for qualitative and quantitative linear systems energy analysis. The last section illustrates for the legged robot RHESUS the developed software of this method.
