Conception et validation de lois de pilotage pour les systèmes aérospatiaux : Une vue générale des méthodes et outils

Auteurs: 

J-M. Biannic, C. Roos (ONERA)

Depuis les premiers développement dans les années 1970 avec l'introduction de la technologie « fly-by-wire », les systèmes de commande ont considérablement évolué. Grâce à des ordinateurs de bord puissants dont les capacités ont connu une croissance exponentielle au cours des quarante dernières années, ainsi qu'au développement de capteurs et d'actionneurs toujours plus performants, la complexité des systèmes de commande dans les engins aérospatiaux, au moins sur le plan technologique,  n'est plus vraiment limitée aujourd'hui.  Les ingénieurs automaticiens doivent toutefois garder à l'esprit que le développement de systèmes inutilement complexes, dont la validation va devenir un réel problème, comporte de nombreux risques. Dans ce monde, où les contraintes technologiques ont été considérablement assouplies et où les systèmes autonomes sont devenus l'objet d'une quête permanente, il faut trouver le bon équilibre entre les phases de conception et de validation dans le développement des systèmes de commande. Une certaine complexité est inévitable pendant la phase de conception pour faire face à celle du système lui-même mais aussi au niveau d'autonomie requis. Cependant, la complexité doit être maîtrisée pour que la phase de validation reste la plus rapide et la moins coûteuse possible.

Dans ce contexte général d'une complexité croissante, le développement d'outils efficaces de conception et d'analyse des lois de commande est devenu un enjeu critique. Ici encore, la croissance exponentielle de la capacité de calcul a joué un rôle clé et a contribué à des avancées majeures en théorie  de la commande des systèmes. Ainsi, si l'on considère plus précisément le domaine de la commande des systèmes linéaires et ses nombreuses extensions (telles que la théorie de la commande robuste, la commande des systèmes à paramètres variant et la commande adaptative pour n'en citer que quelques-unes), on atteint maintenant un niveau de maturité élevé.

Dans les domaines cités plus haut, l'écart entre la théorie et la pratique reste cependant élevé. Proposer différentes pistes pour réduire cet écart constitue le thème principal de ce treizième numéro d'Aerospace Lab. Il est en effet consacré aux techniques les plus récentes de conception et de validation des systèmes de commande dans le domaine aérospatial, avec un accent particulier sur les boîtes à outils Matlab ainsi que sur les applications réalistes. Cette problématique est également fortement liée à la boîte à outils SMAC (Systems Modeling Analysis & Control) développée par l'ONERA.

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