Sur La Commande Robuste De Suspensions Automobiles En Vue Du Contr Le Global De Ch Ssis
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Sur la commande robuste de suspensions automobiles en vue du contrôle global de châssis
Le contexte de la thèse est l'automatique dans le domaine automobile et plus précisément de la dynamique du véhicule, du contrôle de suspensions actives en vue du Contrôle Global de Châssis. Ce travail fait suite, d'une part à la thèse de Ramirez-Mendoza (1997) sur la modélisation et la commande de véhicule automobile, porta principalement sur le contrôle du comportement latéral du véhicule par le système de direction, et, d'autre part, à la thèse de Sammier (2001) sur la modélisation et la commande de suspension de véhicules automobiles, portant sur le contrôle du confort vertical et de la tenue de route du véhicule vis-à-vis des sollicitations verticales provoquées par le profil de sol. L'objectif est, ici, premièrement celui d'étudier l'influence qu'ont les suspensions sur la dynamique latérale du véhicule, et en deuxième lieu de les piloter pour contrôler (ou plutôt améliorer) en plus le comportement latéral du véhicule (faisant ainsi ce que l'on appelle du Contrôle Global de Châssis). La technique de commande sur laquelle nous nous appuierons est la commande Hinf appliquée aux systèmes LTI et LPV, qui est aujourd'hui un axe de recherche prédominant notamment parmi les techniques dites "robustes". Ce mémoire de thèse se décompose en trois chapitres: - le chapitre 1 expose d'abord les outils théoriques de la synthèse Hjnf appliquée aux systèmes L TI et LPV, puis les méthodes d'obtention des LFT et. enfin les algorithmes de calcul de la valeur singulière mu permettant l'analyse de la robustesse en stabilité et en performance ; - le chapitre 2 présente les modèles de suspension quart de véhicule et de véhicule complet utilisés pour la synthèse de contrôleurs et pour leur analyse, ainsi que les spécifications de performance du confort vibratoire humain, de la tenue de route du véhicule et du compromis confort/sécurité ; - le chapitre 3 est consacré à la stratégie de contrôle "global" des suspensions. Celui ci est divisé en deux parties : la première est consacrée à la synthèse par retour dynamique de sortie d'un régulateur dont l'objectif est d'améliorer les prestations de la suspension vis à-vis des sollicitations verticales du profil de sol ; la seconde est dédiée à la formulation d'une stratégie d'anticipation dont le but est, d'un part celui de limiter les déplacements de la caisse lors d'une accélération ou décélération du véhicule, et, d'autre part, de choisir la répartition anti-roulis du châssis. Le chapitre se termine avec la proposition d'une stratégie de pilotage de la réparation anti-roulis et du compromis confort/sécurité. Pour chaque chapitre. une bibliographie indépendante est présentée. Le lecteur adroit avec les outils théoriques du chapitre 1 peut passer directement à la lecture des deux autres chapitres. La lecture du chapitre 2 est nécessaire pour comprendre les notations employées dans les chapitres suivants et il explique comment interpréter les graphes reportés dans le chapitre 3.
Analyse comparative de différentes lois de commande en vue du contrôle global du chassis
Vehicles equipped with electronics systems are today commonly manufactured. The use and the commercialisation of these systems come from the necessity of the car manufacturers to give to their clients a product capable to have good driving performance together with good safety and comfort. To answer to this customer requirement, it is therefore necessary to put these systems in the new cars.In this thesis different control strategies are proposed to control the lateral dynamics of the vehicle: controllers with good performances for the yaw and roll dynamics are proposed. The proposed actuators are front steering, rear steering, brake pressure repartition and active suspensions. The thesis is divided in two parts. In the first one control laws are proposed using only one of the previous actuators to control the lateral dynamics. In the second part some strategies with two or more actuators are considered.Our control laws are obliged to guarantee good driving performances and robustness while considering the evolution of the vehicle’s dynamics. Therefore we have decided to use typical robust control methodologies like H-infinity/LPV ones completed with order reduction methods.The results obtained allow concluding that the chosen methodology is well adapted to our problem. With these results we can also give some indication about the control architecture to guarantee a good compromise between driving performances and industrialisation criteria in the case of control with two or more actuators.
Approche LPV pour la commande robuste de la dynamique des véhicules
Ce travail concerne le développement de méthodes de commandes avancées pour les suspensions automobiles afin d'améliorer la tenue de route des véhicules et le confort des passagers, tout en respectant les contraintes technologiques liées aux actionneurs de suspension (passivité, non-linéarités, limite structurelle). Dans la 1ère partie, nous proposons deux schémas de commande par approche LPV polytopique (Linéaire à Paramètre Variant) et Stabilisation Forte (Strong Stabilization) avec optimisation par algorithme génétique pour résoudre les conflits confort/tenue de route et confort/débattement de suspension. Dans la 2ème partie, pour résoudre le problème complet de commande de suspensions semi-actives, nous développons d'abord une stratégie générique pour les systèmes LPV généraux soumis à la saturation des actionneurs et à des contraintes d'état. Le problème est étudié sous la forme de résolution d'inégalités linéaires matricielles (LMI) qui permettent de synthétiser un contrôleur LPV et un gain anti wind-up garantissant la stabilité et la performance du système en boucle fermée. Ensuite, cette stratégie est appliquée au cas de la commande des suspensions semi-actives. Les méthodes proposées sont validées par une évaluation basée sur un critère industriel et des simulations effectuées sur un modèle non-linéaire de quart de véhicule.