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Identification et caractérisation des sources de bruit impulsionnelles, répétitives et synchronisées, dans un système mécanique complexe

Lefebvre, Louis (2006). Identification et caractérisation des sources de bruit impulsionnelles, répétitives et synchronisées, dans un système mécanique complexe. Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Le travail présenté dans cette thèse a porté sur l'identification et la caractérisation des sources de bruit impulsionnelles, répétitives et synchronisées, dans les systèmes mécaniques complexes. La problématique a été définie autour de la reconnaissance des sources de bruit avec, comme toile de fond, un système d'entraînement par chenille.

Après une revue des méthodes classiques d'identification des sources de bruit, l'auteur a vérifié leur inadéquation vis-à-vis la problématique. Une nouvelle technique de reconnaissance des sources de bruit a donc été proposée. Cette technique est composée de 3 étapes:

1- Caractérisation du système mécanique,
2- Caractérisation des sources,
3- Reconnaissance des sources.

Pour l'étape de la reconnaissance, plusieurs outils semblaient offrir un potentiel intéressant:

1- La corrélation,
2- Les distributions temps-fréquences de Wigner-Ville,
3- Les ondelettes,
4- Le filtrage de signaux temporels.

Le choix, parmi ces méthodes de reconnaissance, s'est fait à l'aide de validation en 3 étapes.

Pour la 1ère étape, des signaux simulés ont été utilisés. Cette étape a permis de faire ressortir les qualités du filtrage de signaux temporels à l'aide de l'inverse de la réponse impulsionnelle comme méthode de reconnaissance. Les autres méthodes proposées se sont avérées inadéquates pour notre problématique.

Pour la 2ième étape, un banc d'essai générant des impacts mécaniques répétitifs a été conçu de façon à pouvoir contrôler différents paramètres: nombre de source, vitesse des impacts, etc. Cette étape a permis de valider les qualités du filtrage de signaux temporels vis-à-vis des signaux réels mais bien contrôlés.

Pour la 3ième étape, un second banc d'essai a été conçu de façon à se rapprocher le plus possible de la problématique industrielle. Le système mécanique utilisé est un ventilateur, composé de roues dentées, d'une chaîne et d'un tendeur de chaîne. Les niveaux d'erreur obtenus à cette étape sont suffisamment faibles pour conclure que le filtrage de signaux temporels peut être utilisé comme méthode de reconnaissance de sources d'impact.

Titre traduit

Identification and characterisation of impulse, repetitive and synchronised noise sources in complex mechanical systems

Résumé anglais

The work presented in this thesis details the identification and characterisation of impulse, repetitive and synchronised noise sources in complex mechanical systems. The research criterion was focused on the recognition of noise sources, using a tracked propulsion system as an inspiration.

After having reviewed classic methods to identify noise sources, the author counterchecked their inadequacies versus the defined problem. A new technique to identify
noise sources was proposed. This technique is comprised of 3 steps :
1- Characterisation of the mechanical system,
2- Characterisation of the sources,
3- Recognition of the source.

For the recognition step, many tools seemed to offer interesting capabilities :
1- Correlation,
2- Wigner-Ville Time-frequency distributions,
3- Wavelets,
4- Time filtering.

The capabilities of these recognition methods were tested through 3 validation steps :

1- In the first step, simulated signals have been used. This step has shown the capabilities of the time filtering with inverse impulse response technique. The other proposed recognition techniques turned out to be maladapted to solve our recognition problem.

2- In the second step, a test bench generating repetitive mechanical impacts was designed so as to give us complete control over several impact parameters such as number of sources, impact speed, etc. This step allowed us to validate time filtering techniques with real but well controlled signals.

3- In the third step, another test bench was designed to get closer to the industrial problem. The mechanical system that was designed is a ventilator driven by an electrical motor through a chain that includes a chain tensioner that can be disengaged. The error levels on the results obtained with the time filtering techniques are low enough to conclude that these techniques can be used for the recognition of impact sources.

Type de document: Mémoire ou thèse (Thèse de doctorat électronique)
Renseignements supplémentaires: "Thèse présentée à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention du doctorat en génie". Bibliogr.: f. [206]-209. Chap. 1. Revue de la littérature -- Chap. 2. Validation de l'IFRF à l'aide de sources monopolaires -- Chap. 3. Méthodologie proposée pour la technique de reconnaissance -- Chap. 4. Validation de la reconnaissance à l'aide de signaux simulés -- Chap. 5. Validation expérimentale à l'aide d'un banc d'essai générant des impacts mécaniques répétitifs -- Chap. 6. Validation expérimentale à l'aide d'un système mécanique d'entraînement par chaîne.
Mots-clés libres: Bruit, Chaine, Chenille, Complexe, Entrainement, IFRF, Impact, Impulsionnel, Mecanique, Monopolaire, Reconnaissance, Repetitif, Signal, Simule, Source, Synchronise, Systeme, Validation
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Laville, Frédéric
Programme: Doctorat en génie > Génie
Date de dépôt: 30 mars 2011 19:40
Dernière modification: 03 nov. 2016 23:23
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/494

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