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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.

Analyse de stabilité d'un ensemble de modèle dynamiques incertains de grande dimension en présence de saturations et application à un modèle d'avion d'affaires

Auteurs: 

P. Vuillemin, F. Demourant, C. Poussot-Vassal (ONERA)

Partant d'un ensemble de modèles dynamiques linéaires et invariants dans le temps de grande dimension, une procédure permettant de générer un modèle paramétrique de faible dimension avec des garanties sur les erreurs d'approximation et d'interpolation est présentée. Puis, sur la base de la représentation linéaire fractionnaire de ce modèle paramétrique, une analyse de stabilité en présence de saturations sur les actionneurs et prenant en compte des incertitudes dynamiques est conduite.

Utilisation de modèles de substitution pour l’évaluation de la performance garantie de lanceurs flexibles

Auteurs: 

A. Kamath (GE Global Research Centre)
P. P. Menon (College of Engineering, Mathematics and Physical Sciences, University of Exeter)
M. Ganet-Schoeller, G. Maurice (Ariane Group)
S. Bennani (Guidance, Navigation and Control Section, ESA/ESTEC)

On s’intéresse dans cet article à une caractérisation de la marge de robustesse paramétrique en performance d’un lanceur flexible au cours de la phase propulsée. Plus précisément, autour de conditions nominales fixées, il s’agit de déterminer la distance minimale au domaine d’évolution non sûr du système, à l’intérieur duquel la performance (voire la stabilité) est dégradée. Le calcul d’une telle distance nécessite la résolution d’un problème non convexe  très difficile d’optimisation globale sous contraintes.

Commande structurée pour le pilotage des futurs lanceurs européens

Auteurs: 

M. Ganet-Schoeller (Ariane Group)
J. Desmariaux (CNES)
C. Combier (ISAE)

Le pilotage d'un lanceur en phase de vol atmosphérique est un problème complexe de commande robuste à temps variant, prenant en compte de nombreux objectifs : stabilité (mode rigide, modes flexibles et modes de ballottements), performance (suivi de consigne et minimisation de facteur de charge) et robustesse (incertitudes sur les paramètres physiques et dépendance des paramètres par rapport à la mission).

Réduction des risques de « pompage piloté » (PIO) par synthèse anti-windup

Auteurs: 

I. Queinnec, S. Tarbouriech (LAAS-CNRS, Université de Toulouse, CNRS)
J.-M. Biannic (ONERA)
C. Prieur (Univ. Grenoble Alpes, CNRS, Gipsa-lab)

Le «pompage piloté » (PIO) résulte souvent d’un déphasage entre les ordres du pilote et la réaction de l’avion généralement induit par la présence de saturations de vitesse dans le système. Une manière classique d’y remédier consiste à filtrer les consignes de pilotage pour s’assurer qu’elles restent en phase avec les capacités du système. Cette approche tend cependant à limiter les performances. On propose ici une alternative, fondée sur un filtrage actif en fonction des niveaux de saturations.

Marges de robustesse des systèmes linéaires à paramètres variant

Auteurs: 

A-K. Schug (Hamburg University of Technology)
P. Seiler (University of Minnesota)
H. Pfifer (University of Nottingham)

Dès l’instant où l’on considère un domaine de vol un peu large, la dynamique d’un avion n’est plus correctement représentée par un système LTI (linéaire à temps invariant). Dans de telles conditions, un système LPV (linéaire à paramètres variant) est plus approprié mais malheureusement inadapté aux calculs des marges classiques de robustesse telles que marges de gain et marge de phase.

Analyse en stabilité par une nouvelle approche algorithmique basée sur les IQC : application à un avion d'arme.

Auteurs: 

F. Demourant (ONERA)

Une approche basée sur les IQC a été mise en œuvre pour analyser la stabilité d'un avion d'arme en boucle fermée en présence de non-linéarités, de paramètres variant dans le temps et d'incertitudes. L'approche IQC est particulièrement intéressante pour deux raisons. La première est qu'il est possible, avec le même critère mathématique, d'analyser une large classe de problèmes en stabilité.

Méthodes aléatoires et robustes de l’outil R-ROMULOC pour les systèmes incertains et applications à l’exemple du satellite DEMETER.

Auteurs: 

M. Chamanbaz (Arak University of Technology, Arak, Iran)
F. Dabbene, R. Tempo (CNR-IEIIT Politecnico di Torino, Italy)
D. Peaucelle (LAAS-CNRS, Université de Toulouse, CNRS, Toulouse, France)
C. Pittet (CNES, Toulouse, France)

R-ROMULOC est une boîte à outils logicielle distribuée gratuitement qui vise à faciliter pour l’utilisateur l’emploi de méthodes d’optimisation pour l’étude de systèmes incertains.

Conception d’un autopilote séquencé par une approche de synthèse H∞ par façonnage du gain de boucle pour des projectiles gyrostabilisés et guidés avec des canards.

Auteurs: 

F. Sève, S. Theodoulis, P. Wernert (French-German Research Institute
of Saint-Louis (ISL), Department of Guidance Navigation and Control, Saint-Louis (FR))

M. Zasadzinski, M. Boutayeb (Research Center for Automatic Control of Nancy (CRAN), University of Lorraine, UMR 7039, CNRS, Cosnes-et-Romain (FR))

Cet article est consacré à la conception d’un système complet de guidage et de pilotage pour les chaînes de roulis/tangage/lacet d’un projectile dual-spin de 155 mm dont la tête de guidage est équipée de canards de correction de trajectoire.

Synthèse de correcteurs H∞ non-linéaires structurés pour une classe de systèmes incertains à paramètres variant : application au réglage d’une loi d’atterrissage.

Auteurs: 

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

Une nouvelle méthodologie de synthèse de lois de commande, inspirée des techniques d’inversion dynamique, est proposée dans cet article. L’approche repose sur l’imbrication d’une boucle interne réalisant une linéarisation partielle et d’une boucle externe structurée et réglée par synthèse H∞ non lisse grâce aux outils présentés dans le premier article de ce numéro.