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Conception de lois de commande multivariables pour hélicoptères intégrant les qualités de vol

Ait El Maâti, Farid (2013). Conception de lois de commande multivariables pour hélicoptères intégrant les qualités de vol. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Notre travail de recherche est motivé par la volonté des compagnies d’aéronautique à travers le monde de réduire les coûts de design des systèmes de contrôle pour hélicoptères. Le but de notre travail est d’intégrer les spécifications (qualités de vol), que le système de contrôle doit respecter, dans son processus de conception afin d’éviter des situations d’essais et erreurs ayant des retombées néfastes sur la durée et le coût d’élaboration de ces systèmes. Ainsi, notre choix s’est porté sur une structure de contrôle en deux boucles, et les qualités de vol désirées ont été reflétées par le choix judicieux d’un ensemble de valeurs et de vecteurs propres, en boucle fermée, du système (sous forme d’espace d’état). Par la suite, les techniques d’affectation de la structure modale sont utilisées pour la conception de lois de contrôle qui donnent la meilleure approximation de la structure propre désirée.

Des simulations sur MATLAB et SIMULINK ont montré que le système de contrôle élaboré par cette méthode respecte les spécifications relatives aux qualités de vol. En outre, l’implantation des lois de contrôle sur HELISIM nous a montré que cette méthodologie de conception peut occasionner la saturation des actuateurs. En effet, les lois de commande élaborées sont agressives. L’amélioration de ce travail peut être faite en cherchant un compromis entre les fonctions de transfert désirées et l’effort de commande requis pour les atteindre.

Titre traduit

Design of multivariable control laws for helicopters integrating the handling qualities

Résumé traduit

Our research work is motivated by the desire of the companies of aeronautics across the world to reduce the expenses of design of control systems for helicopters. The purpose of our work is to integrate specifications (Handling Qualities), that the control system must respect, in its process of design to avoid situations of trial and error having harmful consequences on time and expense of elaboration of these systems. So, our choice carried on a structure of control in two loops, and the desired handling qualities were reflected by the judicious choice of a set of closed loop eigenvalues and eigenvectors of the system (in a state space from). Later, eigenstructure assignment is used for the design of control laws which give the best approximation of the desired eigenstructure.

Simulation on MATLAB and SIMULINK showed that the control system conceived by this method respects handling qualities specifications. Besides, simulation on HELISIM showed that control laws worked out by this design methodology can lead to actuators saturation. In effect, these control laws are aggressive. The improvement of this work can be made by searching a compromise between desired transfer functions and control effort requested to attain them.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie aérospatial" Bibliogr. : f. [145]-146.
Mots-clés libres: Hélicoptères - Systèmes de commande - Conception et construction – Coût - Contrôle. affectation de la structure modale, loi, structure, qualités de vol
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Akhrif, Ouassima
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie
Date de dépôt: 22 févr. 2013 18:33
Dernière modification: 08 mars 2017 02:10
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1136

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