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Accueil > Thèses et HDR > Thèses en 2019

25/03/2019 - Peng WANG

par Laurent Krähenbühl - publié le , mis à jour le

Peng Wang soutient sa thèse le 25/03/2019 à 10:00.
Lieu : Ecole Centrale de Lyon, Bâtiment W1, Amphi 1.

Titre :
Contrôle actif de vibrations dans une zone spécifique d’une structure intelligente.

Jury :

  • Jean-François Deü (Professeur au Conservatoire National des Arts et Métiers) Rapporteur
  • Gilles Duc (Professeur à CentraleSupelec) Rapporteur
  • Isabelle Queinnec (Directeur de Recherche CNRS, LAAS) Examinatrice
  • Emeline Sadoulet (Maître de Conférences à l’Université de Franche Comté) Examinatrice
  • Xavier Bombois (Directeur de Recherche CNRS, Ampère), Encadrant
  • Anton Korniienko (Maître de Conférences à l’Ecole Centrale de Lyon), Encadrant
  • Manuel Collet (Directeur de Recherche CNRS, LTDS), Co-directeur de thèse
  • Gérard Scorletti (Professeur à l’Ecole Centrale de Lyon), Directeur de thèse

Résumé :
Les énergies fossiles (Pétrole, Charbon, …) représentent 80 % des énergies consommés. Malheureusement pour Cette recherche vise à résoudre un problème particulier du contrôle de vibration des structures intelligentes. Notre objectif est de réduire les vibrations dans une zone spécifique de la structure intelligente avec une perturbation qui couvre une large gamme de fréquences. De plus, dans cette zone spécifique, ni l’actionnement ni la détection ne sont possibles.

Ici, nous faisons face à plusieurs défis principaux. Premièrement, nous devons contrôler les vibrations d’une zone spécifique de la structure, alors que nous n’avons accès aux mesures que dans d’autres zones. Deuxièmement, la large bande passante de la perturbation implique que nombreux modes doivent être contrôlés au même temps, ce qui nécessite l’utilisation de plusieurs actionneurs et capteurs. Cela conduit à un contrôleur MIMO difficile à obtenir avec les méthodes classiques de conception de contrôleur. Troisièmement, il faut éviter le problème de propagation, qui consiste à garantir la stabilité en boucle fermée lorsque le contrôleur basé sur un modèle est appliqué à la configuration réelle. Pour relever ces défis, nous étudions deux stratégies de contrôle : le contrôle centralisé et le contrôle distribué.

Pour le contrôle centralisé, nous proposons une méthodologie qui nous permet d’obtenir un contrôleur MIMO simple permettant de relever ces défis. Tout d’abord, plusieurs techniques de modélisation et d’identification sont appliquées pour obtenir un modèle précis d’ordre faible de la structure intelligente. Ensuite, une méthode de synthèse basée sur le contrôle H-infini avec un critère H-infini particulièrement proposé est appliquée. Ce critère H-infini intègre plusieurs objectifs de contrôle, y compris les défis principaux. En particulier, le problème de débordement se transforme en un problème de stabilité robuste et sera garanti en utilisant ce critère. Le contrôleur H-infini obtenu est une solution standard du problème H-infini. Le contrôleur final est obtenu en simplifiant ce contrôleur sans perdre la stabilité en boucle fermée ni dégrader les performances. Cette méthodologie est validée sur une structure de poutre avec des transducteurs piézoélectriques et la zone centrale est celle où les vibrations devraient être réduites. L’efficacité du contrôleur obtenu est validée par des simulations et des expériences.

Pour le contrôle distribué, on considère la même structure de poutre et les mêmes objectifs de contrôle. Il existe des méthodes visant à concevoir des contrôleurs distribués pour les systèmes spatialement interconnectés. Cette recherche propose une méthode basée sur la FEM, associée à plusieurs techniques de réduction de modèle, permettant de discrétiser spatialement la structure de la poutre et d’en déduire les modèles d’espace d’état des sous-systèmes interconnectés. La conception des contrôleurs distribués ne sera pas abordée dans cette recherche.

Mots-clé :
Contrôle actif de vibration, Système poutre-piézo, Énergie vibratoire, Contrôle centralisé, Contrôleur de rétroaction MIMO, Modélisation d’Éléments Finis, Identification Boîte-grise, Réduction du modèle, Contrôle H-infini, Stabilité robustesse, Contraintes LMI, Contrôle distribué, Système spatialement interconnecté, Modélisation distribuée



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