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Dissertationen zum Thema „Contrôle actif des structures“
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Collet, Manuel. „Contrôle actif des structures rayonnantes“. Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1996. http://www.theses.fr/1996ECDL0029.
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Nous traitons dans ce document, du probleme du controle actif des structures rayonnantes. Nous presentons tout d'abord, diverses methodes de controle applicables en dynamique des structures. Nous nous attacherons en particulier, a l'etude et a la presentation des methodes de controle moderne, et notamment des strategies de controle optimal. Plusieurs variantes sont presentees. Elles recouvrent l'ensemble des differentes options statistiques et frequentielles, utilisables lors de la minimisation de critere quadratique. Agrementees d'un exemple numerique, nous etudions plus particulierement, leurs differentes caracteristiques et leurs domaines d'applications specifiques en mecanique des vibrations. A travers une application numerique plus vaste, nous abordons, ensuite, le probleme de la mise en uvre complete d'une strategie de controle actif. Cette etude portant sur la suspension active d'une antenne de sous-marin, nous permet d'introduire les notions fondamentales de performance, de stabilite et de robustesse. Afin d'apprehender numeriquement ces trois caracteristiques, nous introduisons un ensemble de methodes visant a permettre l'application correcte en dynamique des structures, des differentes strategies de controle purement automaticiennes. La gestion rigoureusement des problemes d'observabilite et de controlabilite est alors aborde, afin de permettre aux systemes envisages, de gerer les difficultes specifiques liees aux problemes de mecanique des milieux continus possedant une infinite de degres de liberte. Ainsi, nous presenterons differents estimateurs d'etat, quelques methodes de synthese de controleurs robustes, mais surtout, nous aborderons deux points cruciaux que sont: l'optimisation des reseaux de transducteurs et l'introduction d'algorithmes adaptatifs d'identification. Ces deux notions permettent, selon nous, de trouver quelques solutions, d'une part, aux problemes de conditionnement selectif des matrices d'observabilite et de controlabilite, et, d'aut re part, aux problemes de robustesse. Nous serons alors, a meme, de traiter les problemes de stabilite des comportements mecaniques residuels (spill-over) ainsi que ceux lies aux modifications de comportements inherentes a la vie des structures. Sur la base de ces principes, nous presentons l'etude numerique et experimentale du controle optimise d'une plaque mince composite par l'intermediaire de transducteurs piezoelectriques semi-repartis. Nous etablirons les relations constitutives du couplage piezoelectrique afin d'obtenir les criteres d'optimisation adequats. Ayant obtenu, theoriquement, les positionnements et les formes optimaux de transducteurs minimisant les risques de spill-over, nous avons mis en uvre experimentalement le systeme de controle. Les resultats obtenus ont alors demontre l'efficacite de la procedure et confirme les principes fondamentaux ayant servi a la conception de l'algorithme de controle actif, base sur l'optimisation globale du systeme: modele, loi de commande, reseau de transducteurs. Afin de demontrer notre souci de realiser un controleur robuste, nous presentons en fin de document, une idee nouvelle concernant l'identification adaptative d'un filtre modal. Ayant prealablement utilise cet outil, lors du controle de la plaque, nous savons qu'il represente le point critique de la procedure utilisee. En assurer le bon fonctionnement garantit la stabilite de la strategie. Ainsi, nous proposons une approche originale, basee sur l'utilisation de filtres adaptatifs lms, visant a retrouver en ligne les bons parametres modaux de filtrage. L'etude presentee traite donc, de l'ensemble des problemes rencontres lors de l'elaboration d'une strategie de controle sur un systeme mecanique. Elle propose une methodologie permettant de minimiser les risques d'instabilite et de definir les points critiques caracterisant la robustesse du systeme. Nous pensons ainsi, garantir l'efficacite de la procedure elaboree, quelles que soient les sollicitions exterieures appliquees a la structure.
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Amrane, Mohamed Nadir. „Contrôle passif et actif des structures planes“. Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1993. http://www.theses.fr/1993ECDL0006.
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Ce travail de thèse présente une méthodologie de contrôle dynamique des structures planes par voie passive et active. Il a pour objectif principal de présenter des modèles mécaniques capables de tester l'efficacité de ces contrôles. En effet, l'impossibilité de multiplier les expériences réelles conduit à mettre au point des stratégies de modélisation pour de telles applications. La première partie de ce travail propose une stratégie de contrôle, du type passif, qui utilise une modélisation efficace des structures planes dissipatives par couche viscoélastique en vibration. Une formulation simplifiée de l'équation du mouvement d'une plaque composite a été adaptée et utilisée dans le cadre d'un code éléments finis approprie. On prendra en compte les propriétés mécaniques des matériaux qui constituent le multicouche. La deuxième partie comporte un contrôle actif, base sur la méthode de contrôle modal indépendant (I. M. S. C ; indépendant modal-space control), et l'utilisation d'actuateurs semi-repartis du type piézo-électrique. Une analyse de la nature du couplage structure/piézo-électrique ainsi qu'une stratégie d'optimisation de l'emplacement des actionneurs dans le plan de la structure développée. Plusieurs illustrations numériques des résultats obtenus a partir des stratégies de contrôle développées sont présentées et comparées a celles de la littérature. Des résultats issus de divers essais expérimentaux de validation sont confrontes a ceux obtenus a l'aide des modèles mécaniques proposes
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Maruani, Jonas. „Contrôle actif des vibrations de structures élancées FGPM“. Thesis, Paris 10, 2019. http://www.theses.fr/2019PA100062.
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Cette thèse vise à montrer la faisabilité et l’efficience du contrôle actif des vibrations des structures faites à partir de matériaux piézoélectriques à gradient de propriétés (FGPM). Une structure formée d’un seul bloc, fabriquée à partir d’un FGPM, intégrant directement les propriétés piézoélectriques permet de remplacer les structures classiques dites intelligentes (une structure hôte équipée de pastilles piézoélectriques) et de supprimer les inconvénients dont souffrent ces structures (concentrations de contraintes aux interfaces, décollement des pastilles, …). La recherche se concentre sur la modélisation des FGPM, en particulier sur les lois de comportement graduelle de ce matériau et le développement d’éléments finis de structures élancées FGPM. Deux éléments sont développés, un élément de poutre basé sur la cinématique de Timoshenko et un élément de plaque basé sur une cinématique adaptative. Ces deux éléments intègrent une approximation par couches numériques pour le potentiel électrique.Ils sont utilisés pour simuler le contrôle actif des vibrations d’une poutre ou d’une plaque FGPM.Dans le cas poutre, le système est régulé par un régulateur linéaire quadratique, alors que dans le cas plaque, un régulateur flou décentralisé a été développé et utilisé. Les deux systèmes sont observés grâce à un observateur de Luenberger. Des études statiques permettent de comprendre le comportement du FGPM en fonction de sa gradation. De plus, les simulations de contrôle actif présentées montrent la faisabilité du contrôle par les deux systèmes et la capacité du régulateur flou à s’adapter facilement aux changements brutaux de perturbations extérieuresThe aim of this thesis is to show the feasibility and the efficiency of active vibration control by structures made of functionally graded piezoelectric materials (FGPM). One bloc structure, made of FGPM, with piezoelectric properties embedded, is used to replace classical intelligent structures (a host structure equipped with piezoelectric patches) and to remove their disadvantages (stresses concentrations near interface, delamination of patches, …).This study focuses on the FGPM’s modelization, in particular on the graded behavior laws and on the development of finite elements of FGPM beams and plates. Two finite element are implemented, a beam element based on Timoshenko’s kinematics and a plate element based on an adaptive kinematics. Both elements have a numerical layers approximation for the electrical potential. These two elements are used for active vibration control simulations. In the beam case, the system is governed by a linear quadratic regulator. Otherwise, for the plate a fuzzy decentralized regulator is developed and used. Both systems beam and plate are observed thanks to a Luerberger’s observer. Static studies show the behavior of FGPM depending on the material gradation. In addition, active vibration simulations show the feasibility of control with both systems and the ability of fuzzy regulator to accommodate to sudden changes on external perturbations
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Gaudiller, Luc. „Contrôle actif du comportement dynamique de structures souples supportées“. Lyon, INSA, 1994. http://www.theses.fr/1994ISAL0018.
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La recherche entreprise concerne le contrôle actif numérisé du comportement dynamique de structures souples lorsque l'instrumentation est locale et limitée par le nombre de composants, et plus particulièrement l'aspect faisabilité. L'état de l'art dans le domaine et quelques rappels sur la commande linéaire quadratique utilisée dans la suite sont présentés dans le premier chapitre. Le second chapitre décrit les différentes étapes de l'élaboration d'une boucle de contrôle numérisée d'un système à un degré de liberté puis d'une structure continue. La structure est tout d'abord modélisée par éléments finis puis le modèle est réduit en utilisant la base modale. . La forme d'état obtenue est ensuite discrétisée temporellement de façon à permettre l'évaluation de deux stratégies de contrôle. La première concerne le contrôle global optimisé des premiers modes, son influence sur les modes résiduels est étudiée. La seconde est basée sur une description découplée des équations en boucle fermée, les modes contrôlés sont pris en compte à chaque instant de façon hiérarchique selon leur énergie. Le contrôleur le plus performant est alors implanté sur un microprocesseur chargé de la commande en temps réel. Puis le contrôle est mis en œuvre expérimentalement sur une poutre appuyée-libre munie de trois capteurs de proximité et d'un actionneur électromagnétique. Les résultats présentent une très bonne corrélation avec les prévisions. Dans le dernier chapitre, le schéma de contrôle précédent est appliqué au comportement dynamique de rotors flexibles supportés par paliers magnétiques. Une modélisation est réalisée et trois types de contrôle envisagésThis study is concerned with active digital control of the dynamic behaviour of flexible structures using a limited number of pick-ups and actuators, and with the feasibility aspect. The state of the art in the research area and some basis of the linear quadratic control theory are presented in the first chapter. The second chapter describes the steps of the design of a digital control for a single degree of freedom system, and for a distributed parameters structure. The finite element model of the structure is reduced by the modal method. Then the state form is sampled for comparing two strategies of control. The first one deals with the optimised global control of the first modes, and its influence on residual modes is analysed. The second one takes into account the uncoupled closed loop equations, and the modes which have the highest energy. The most effective controller is implemented on the processor which is in charge of the real time treatment. Then, the results of the experimental investigation carried on a simply supported flexible beam equipped with three proximity probes and one electromagnetic actuator, are in very good agreement with prediction. In the last chapter, the control is adapted to the dynamic behaviour of the rotor in bending supported by active magnetic bearings. A model is built and three kinds of control are proposed
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Richelot, Julien. „Contrôle actif de structures flexibles par commande prédictive généralisée“. Toulouse 3, 2006. http://www.theses.fr/2006TOU30020.
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Le propos de ce travail est d'effectuer le contrôle actif d'une maquette de ballottement constituée d'une poutre encastrée-libre, dotée d'un réservoir en son extrémité. Il a d'abord s'agit de modéliser et dimensionner la structure. De par sa complexité, nous avons eu recours à un logiciel de calculs par éléments finis, qui a fourni les paramètres électromécaniques à partir desquels un modèle est obtenu. La loi de commande devra appréhender un contexte multi-modes et multivariables et être suffisamment robuste, les interactions fluide/structure et configurations de remplissage du réservoir étant vues comme des incertitudes autour d'un modèle nominal. La Commande Prédictive Généralisée a été choisie. Les résultats expérimentaux de l'emploi du GPC pour effectuer le contrôle actif sont probants. Au delà des performances du correcteur et de sa compacité, cette loi permet d'obtenir globalement le même comportement du système corrigé d'une configuration de remplissage du réservoir à l'autreThe aim of this study is to perform the active damping of a sloshing structure, i. E. A free-clamped beam with a tank. The first step is to model and DIMENSION the structure. Because of its complexity, a Finite Elements software has been used, to compute the electromechanical parameters from which the model is deducted. Then comes the choice of the control law, which must handle a multimode and MIMO context and must be robust, the fluid/structure interactions and the several filling configurations of the tank being seen as uncertainties around a nominal model. Generalized Predictive Control has been chosen. The use of GPC to perform the active damping of the flexible structure is interesting. The controller is efficient and compact; moreover the results show the same global behaviour for the looped system, from one filling configuration of the tank to another
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Couzon, Pierre-Yves. „Contrôle actif neuro-flou de structures : application aux rotors supportés par paliers magnétiques actifs“. Lyon, INSA, 2003. http://www.theses.fr/2003ISAL0076.
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Les travaux de cette thèse portent sur le contrôle actif neuro-flou de structures. Une nouvelle méthode de contrôle est développée. Elle requiert deux étapes : l'une d'identification par réseau de neurones du comportement dynamique du système à contrôler, l'autre de réglage du contrôleur associé. Les deux étapes ont l'avantage d'être entièrement automatisée. La méthode est appliquée au contrôle de position puis au contrôle modal de systèmes dynamiques via des actionneurs magnétiques. Les contrôleurs développés sont ensuite mis en œuvre sur une pompe turbomoléculaire supportée par paliers magnétiques actifs (ALCATEL VACUUM TECHNOLOGY). Ils sont efficaces et montrent une robustesse en performance nettement supérieure à celle des contrôleurs PID implantés initialement sur la machine. La bonne concordance entre résultats expérimentaux et de simulation valide à la fois les méthodes d'identification neuronale et de contrôle neuro-flou ainsi que le modèle de simulation développéThis study deals with neuro-fuzzy active control of structures. An original control method has been carried out. The neuro-fuzzy control design method lies in two steps. The first one concerns the neural identification of the dynamic behavior of the studied structure and is essential to the second one, which deals with the training of the associated controller. The main advantage of these two steps is that they are undertaken automatically. The proposed method is then applied to the control of the position and the modes of dynamic systems using magnetic actuators. The developed controllers are then implemented on a turbo pump system supported by active magnetic bearings (ALCATEL VACUUM TECHNOLOGY). They are efficient and the robustness is deeply better than the PID controllers initially implemented. The good agreement between experimental and simulation results validates both the neural identification and neuro-fuzzy control methods and the simulation model developed
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Bouaziz, Hamza. „Contrôle vibratoire des structures assemblées“. Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLC041/document.
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Les structures aérospatiales sont de plus en plus légères, ce qui les rend sensibles aux vibrations. Pour ces structures le frottement pourrait fournir plus d’amortissement que les polymères d’une part à cause des températures extrêmes de fonctionnement (<-20°C et >100°C) et d’autre part parce qu’il est plus efficace que les absorbeurs actifs ou passifs à masse ajoutée qui ne sont pas adaptés aux problèmes sur larges bandes de fréquence, qui comprennent plusieurs fréquences propres. Pour que l’amortissement induit par frottement soit efficace, il faut asservir la charge normale aux amplitudes vibratoires. Le premier objectif de la thèse est de définir un coefficient indicateur de la capacité du changement des forces normales de serrage de vis à contrôler les niveaux vibratoires. Ce coefficient sera un outil de dimensionnement des structures réelles à contrôler. Le deuxième objectif est de concevoir des lois de contrôle semi-actif de la force de serrage pour des régimes libre et forcé d’un problème modal à deux degrés de liberté. L’objectif final est de concevoir un dispositif pouvant s’intégrer à une structure assemblée pour contrôler la charge normale dans les liaisons et de tester expérimentalement l’efficacité des lois de contrôle conçues pour une structure académique ou industrielle. Le contrôle des forces de serrage s’effectue avec l’utilisation des patchs piézoélectriquesBecause of their lightness the aerospace structures are vulnerable to vibrations whose the amplitudes need to be mitigated through the active and the semi active methods. For extreme temperatures (<20oC and > 100oC), Coulomb friction might provide more structural damping than polymers. Nevertheless, there is a consensus to say that these friction-damping values are often lower than 5%. Moreover friction damping is amplitudedependent. Therefore, engineers have to tune the normal load in order to get the maximum damping for the average vibration level. The first objective of the thesis is to define a coefficient indicator of the ability of the tightening force to control the vibration levels. This coefficient is a design tool of real structures witch need controlling. The second objective is to design semi-active control laws of the clamping force for free and forced modal problem of two degrees of freedom. The ultimate goal is to design a device that can be integrated to an assembly structure for controlling the normal load in the joints and then experimentally test the effectiveness of the laws control for an academic or an industrial structure. The tightening control forces is effected with the use of piezoelectric patches
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Ben, Mekki Othman. „Amortissement semi-actif des structures flexibles“. Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2006. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00002570.
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Les amortisseurs à masse accordée (TMD) connaissent un succès important en génie civil. Mais leur performance est très liée aux réglages de ses paramètres et leur efficacité varie beaucoup lorsque la structure évolue ainsi que le type de chargement. Dans ce travail, on a réalisé une version semi-active ne nécessitant pas de source d'énergie extérieure significative, à base d'amortisseurs électromécaniques commandés en temps réel. Cette version semi-active consiste en un TMD pendulaire couplé à un alternateur qui sert à transformer l'énergie mécanique en énergie électrique qui sera dissipée dans une résistance externe par effet Joule. Quatre points ont particulièrement été développés dans ce travail. ² Le premier est consacré à la conception des paramètres de l'actionneur en introduisant un critère d'optimisation. Ce critère est basé sur la maximisation du taux de décroissance exponentiel au moyen de la technique de placement des pôles. Il a été montré numériquement l'efficacité de cet actionneur ainsi que l'importance de ses paramètres optimaux à amortir le mode de torsion d'un démonstrateur d'un pont en construction lorsqu'il est en vibration libre ou également en vibration harmonique. ² Le deuxième est dédié à l'amortissement des plusieurs modes en introduisant plusieurs actionneurs. En particuliers, l'utilisation des trois actionneurs, dont un est attaché à l'extrémité du tablier et les deux autres sont attachés à l'extrémité du pylône, permettent d'amortir quatre modes de vibration du démonstrateur du pont. ² Le troisième porte sur le développement d'une loi de contrôle semi-actif qui permet une adaptation en temps réel des paramètres de l'actionneur lorsque la structure évolue ainsi que les types de chargement. Cette loi peut être appliquée pour amortir plusieurs modes en agissant sur un mode particulier à chaque instant dans l'esprit de la méthode MIMSC. Cette loi de contrôle, appliquée sur la résistance externe branchée aux bornes de l'alternateur, permet de faire varier le coefficient d'amortissement et de compenser la rigidité de l'actionneur. ² Le dernier porte sur la mise en oeuvre expérimentale, sur la maquette du pont, d'une part du contrôle passif et d'autre part du contrôle semi-actif. Dans le contrôle passif a été validé la théorie de la conception des paramètres de l'actionneur et a été confirmé l'efficacité de l'actionneur électromécanique. Mais, dans le contrôle semi-actif a été seulement validé l'avantage de rendre l'efficacité de l'actionneur indépendante de l'évolution de la structure.
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Audrain, Pascal. „Contrôle actif de l'intensité structurale dans une poutre“. Le Mans, 2001. http://cyberdoc.univ-lemans.fr/theses/2001/2001LEMA1009.pdf.
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Cette étude porte sur la réduction des vibrations dans les structures unidimensionnelles à l'aide d'une méthode de contrôle actif. La stratégie retenue consiste à minimiser le transfert d'énergie transmis par les ondes de flexion et d'extension. Les champs vibratoires évanescents sont pris en ompte dans l'algorithme qui est développé pour le contrôle de l'intensité structurale en temps réel. Pour la réalisation de ce contrôle l'intensité doit être extraite à partir du traitement du signal en provenance de plusieurs capteurs. Dans cet objectif, une sonde intensimétrique composée de capteurs PVDF est mise en place. Ces capteurs présentent l'avantage de s'intégrer à la structure. Undéveloppement en ondes est utilisé pour décrire les champs de déplacement et ainsi calculer le transfert d'énergie dans la structure. Un schéma de contrôle actif optimal de cette grandeur énergétique est formulé. Les simulations numériques permettent d'évaluer les performances théoriques de cette stratégie. La validation expérimentale de cette approche est réalisée à partir d'une poutre libre-libre et d'une structure plus complexe constituée d'une poutre et d'une plaque. Un algorithme des moindres carrés moyens à référence filtrée est modifié dans le but de minimiser l'intensité structurale instantanée associée aux ondes de flexion et d'extension. Mais une restriction provient de la nature même de l'intensité qui n'est pas une erreur quadratique définie positive en général. L'approche est donc limitée à des géométries pour les quelles les transferts d'énergie générés par la perturbation et les sources de contrôle ont le même signe au niveau du capteur d'erreur. Pour la mesure et le contrôle de l'intensité structurale, un schéma de différences finies utilisant des capteurs PVDF de déformation est présenté et validé expérimentalement. Les résultats obtenus montrent que cette stratégie peut être envisagée dans le cadre d'un contrôle actif du transfert vibratoireThis thesis deals with active vibration control in one dirnensional structures. The control of flexural and extensional structural power flow is investigated. The instantaneous intensity is completely taken into account in the control algorithm, i. E. All the terms are considered in the real-time control process and, in particular, the evanescent waves are considered in this approach. The structural intensity has to be calculated from signals measured by several sensors. To do so, an intensity probe rnade of PVDF strain sensors is developped. The PVDF sensors are well suited for integration into structure in order to realize smart structures. A wave decomposition of the displacement field is used to calculate the structural power flow. A structural intensity optimal active control scheme is formulated and the numerical simulations illustrate the performance of this strategy. Experimental validation of the approach is conducted on a free-free beam and on a beam connected to a plate. A feedforward filtered-X LMS algorithm is adapted to control instantaneous intensity associated with flexural and extensional waves. This energy-based control problem involves a non-positive definite quadratic form in general. In this respect, the approach is limited to cases where the geometry is such that the intensity component will have the same sign for the control source and the primary disturbance. A finite difference scheme using PVDF strain sensors is presented and validated to measure and control structural power flow. The results show this strategy can be used to control vibration transfert in structures
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Carvalho, Antoine. „Contrôle actif de l'ensemble roue-pneu pour la réduction de la transmission vibratoire solidienne“. Electronic Thesis or Diss., Lyon, INSA, 2024. http://www.theses.fr/2024ISAL0073.
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L’impact du bruit sur l’humain est de plus en plus au centre des problématiques de santé. Dans une politique de compétitivité industrielle intense, ces questionnements sont au cœur du secteur automobile. C’est le cas de celui des pneumatiques. Avec l’essor des véhicules électriques, le bruit de roulement jusqu’alors masqué par d’autres sources de pollutions sonores émanantes des véhicules pose un réel problème de confort pour les passagers. La structure des véhicules, les pneumatiques ainsi que les systèmes de suspensions permettent d’atténuer certains effets indésirables du contact pneu-chaussée à hautes et basses fréquences. Cependant peu de solutions techniques sont déployées pour traiter les phénomènes vibratoires transmis par les ensembles montés entre 200 et 500 Hz. Une des raisons est que ces assemblage roue-pneu présentent une dynamique complexe dépendante de multiples facteurs, tel que la pression de gonflage, le chargement ou encore la vitesse de rotation. Cette thèse est articulée autour de trois axes : l’approfondissement de la compréhension du comportement dynamique des assemblages roue-pneu, la mise au point et maîtrise d’un ensemble de dispositifs expérimentaux, la réalisation d’un système et d’une loi de contrôle permettant de diminuer les efforts transmis dans les moyeux. Des travaux effectués sur 4 différents dispositifs expérimentaux ont permis de minimiser les incertitudes liées à la dynamique évolutive de la structure à contrôler. Ceci permettant de mieux définir le champ d’action de la solution à proposer. Par le biais de ces résultats un réseau de transducteurs piézoélectriques, utilisés comme capteurs et actionneurs, est proposé. Différentes solutions de contrôle robuste ont été proposées, notamment une combinant du contrôle actif et un filtre modal spatial ainsi qu’une autre exploitant un contrôleur à mode glissant. Ces solutions ont d’abord été étudiées numériquement à l’aide de modèle basés sur des données expérimentales. Puis elles ont été testées sur la structure à l’échelle 1:1. En parallèle de ces travaux, des études de robustesse des solutions proposées ont été réalisées. Le système de contrôle le plus avancé est finalement testé dans des conditions réalistes de fonctionnement avec un chargement, un contact avec le pneumatique assimilable à celui obtenu avec la chaussée et avec rotation de l’ensemble. Une atténuation des deux modes ciblés est obtenue pour différentes vitesses de rotationThe impact of noise on humans is increasingly at the heart of health issues. In a context of intense industrial competitiveness, these issues lie at the heart of the automotive sector, a truth that also applies to the tire industry. With the rise of electric vehicles, the rolling noise previously masked by other sources of vehicle-related noise pollution poses a real problem for passenger comfort. Vehicle structure, tires, and suspension systems can attenuate some of the undesirable effects of tire-road contact at high and low frequencies. However, few technical solutions have been deployed to address the vibratory phenomena transmitted by tire-wheel assemblies operating between 200 and 500 Hz. One reason for this, these tire-wheel assemblies present complex dynamics dependent on multiple factors, such as their internal pressure, loads, and rotation speed. This thesis is structured around three axes: a deeper understanding of the dynamic behavior of tire-wheel assemblies, the development and control of a set of experimental devices, and the realization of a system and a control law to reduce the forces transmitted in the hubs. Work carried out on four different experimental setups enabled us to minimize the uncertainties associated with the evolving dynamics of the structure to be controlled, thereby allowing for a better definition of the proposed solution's field of action. Based on these results, a network of piezoelectric transducers, used as sensors and actuators, has been proposed. Various robust control solutions have been suggested, including one that combines active control and a spatial modal filter, and another that exploits a sliding-mode controller. These solutions were first studied numerically using models based on experimental data, and then tested on the full-scale structure. In parallel with this work, robustness studies of the proposed solutions were carried out. The most advanced control system was finally tested under realistic operating conditions, involving loading, contact with the tire similar to that obtained with the roadway, and rotation of the assembly. Attenuation of the two target modes was achieved for different rotation speeds
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Gouttebroze, Camille. „Recalage de structures légères aléatoires en vue de leur contrôle actif“. Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00514913.
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Le contrôle actif nécessite un modèle numérique représentatif de la structure réelle dont on souhaite diminuer les vibrations. Les méthodes de recalage sont les plus efficaces pour obtenir ce modèle. Les plus répandues se basent sur la minimisation d'une fonction objectif construite à partir de la solution d'Équations aux Dérivées Partielles (EDP) paramétrées. Le coût d'évaluation de cette fonction peut vite exploser lorsque les modèles sont trop complexes ou trop nombreux, ce qui arrive quand on souhaite une grande famille de structures similaires ou une structure dont le comportement varie à cause d'un vieillissement ou de phénomènes aléatoires. On parle alors de recalage multimodèle. Afin de construire une approximation de la fonction coût, nous introduisons une nouvelle méthode de résolution des EDP paramétrées, la Méthode Éléments Finis sur Algèbre Polynomiale (MÉFAP). Elle présente l'avantage d'introduire les variabilités paramétriques dans le modèle numérique sans changer la base éléments finis. Ceci est réalisé grâce à un anneau de polynômes multivariable. Nous mettons en œuvre la MÉFAP afin d'obtenir une approximation de l'erreur en relation de comportement modifiée, qui est un estimateur de la qualité d'un modèle numérique vis-à-vis de résultats expérimentaux. Nous traitons des cas de recalage simple puis du recalage multimodèle. Les exemples présentés sont représentatifs d'un ensembles de cartes électroniques. Ils comprennent des cas 1D ou 2D, piézoélectriques ou purement mécaniques, des structures virtuelles ou réelles, des modèles déterministes ou stochastiques.
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Ratier, Louis. „Stabilisation rapide des structures par contrôle actif, mise en ouvre expérimentale“. Cachan, Ecole normale supérieure, 2000. http://www.theses.fr/2000DENS0031.
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Ce travail est un developpement d'une nouvelle loi de contrôle actif par retour d'état, sur des structures réelles. A ce titre il décline toutes les étapes de la mise en ouvre : synthèse théorique du contrôle, approximation numérique, expérimentation, estimation d'état par filtrage modal. D'une part, les simulations de la loi sur un modèle de poutre puis sur un modèle de pont réel, ont permis de vérifier les propriétés théoriques de la loi (décroissance fixée de l'énergie). Elles ont aussi permis de la comparer à d'autres lois, et de dégager ainsi ses caractéristiques propres (simplicité, efficacité, robustesse numérique). D'autre part, on a mis en ouvre expérimentalement cette loi sur une poutre pour démontrer sa capacité a stabiliser les différents types d'excitation, et constater sa robustesse notamment par rapport aux variations de masse de la structure. Parallèlement, la mise en ouvre de cette loi nous a conduit a développer différents systèmes de contrôle par retour d'état. L'introduction d'une formulation duale du problème mécanique a permis de construire un contrôle original, distinct de celui obtenu par formulation primale. Enfin, en utilisant ces deux formulations, nous avons défini un contrôle qui rejette les instabilités basses et hautes fréquences et permet ainsi d'augmenter le gain pour stabiliser les vibrations très rapidement.
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Amouri, Sarah Badra. „Comportement dynamique et contrôle des structures réticulées autocontraintes“. Thesis, Montpellier 2, 2014. http://www.theses.fr/2014MON20113/document.
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Les systèmes de tenségrité sont des structures légères réticulées, formées de barres et de câbles, en état d'autocontrainte stable. Ils sont utilisés pour composer des structures légères, de grande portée, visuellement transparentes et, pour certains cas, déployables. Ces structures sont sujettes à des problèmes de déformations et de vibrations lorsqu'elles sont soumises à des charges externes, d'origine climatique, humaine, ou sismique. On s'intéresse dans cette étude au contrôle des vibrations d'une grille plane de tenségrité. L'objectif est l'amortissement actif des deux premiers modes propres, par commande d'actionneurs intégrés à la structure. Une synthèse de loi de commande robuste est développée afin de minimiser le niveau des vibrations tout en conservant la même efficacité lorsque la rigidité ou la masse varie. En utilisant la simulation, nous proposons une nouvelle structure active de tenségrité avec le même principe de contrôleTensegrity systems are selfstressed reticulate space structure. They are defined as a set of elements maintained in compression inside a continous set of tense components, wich are generally cables. As lightweight frames, they are subject to deformation and vibration issues when faced to external loads, climate, human, or seismic. We are interested in this thesis to the vibration control of a tensegrity plane grid. The objective is the active damping of the first two modes, by controlling actuators integrated into the structure. A robust control law is developed to minimize the vibration level while maintaining the same efficiency when the stiffness or mass varies. Using simulation, new active tensegrity structures that use similaractuation principle can be proposed
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Jemai, Brahim. „Contrôle actif de structures flexibles à l'aide de matériaux piezo-électriques : Applications“. Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1999. http://www.theses.fr/1999ECDL0023.
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Un système mécanique donné est dépendant de son environnement au moment de son fonctionnement. Cet environnement est caractérisé par l'ensemble des sources d'excitations, les liaisons et les effets indésirables tels que les bruits et les vibrations que produit la structure. Un tel système évolue selon des lois naturelles positives et globales. Le contrôle actif a pour objectif d'agir sur ces lois et permet de conférer au système un comportement avec de meilleures performances dynamiques. Pour ce faire on intègre à la structure de base un jeu de capteurs pour mesurer son état vibratoire et un jeu d'actionneurs pour appliquer une commande générée par un contrôleur afin d'amener la structure à un état fixé auparavant. Dans ce travail, il s'agit d'étudier le contrôle actif de structures légères et flexibles à l'aide de matériaux piezoélectriques. En effet, ces structures sont abondamments utilisées en construction aéronautique. Un problème fondamental se pose lors du contrôle de telles structures : c'est le phénomène de la contamination modale (effet de Spillover) qui se manifeste sous forme d'instabilitésA given mechanical system is dependant on its environment at the time of its operation. The excitation sources and the connections with its environment makes the system produces adverse effects such as the noises and the vibrations. Such a system behaves according to positive and total natural laws'. Active control aims to act on these laws and makes it possible to confer on the system a behavior with better dynamic performances. With this intention one integrates into the basic structure a set of sensors to measure its vibratory state and a set of actuators to apply a command generated by a controller in order to bring the structure in a state fixed before. In this work, it is a question of studying the active control of light and flexible structures using peizoelectric materials. These structures are abundantly used in aeronautical construction. A fundamental problem arises during the control of such structures : it is the phenomenon of the modal contamination (effet Spillower) which occurs as instabilities
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Malhis, Mohamed. „Contrôle actif modal flou des rotors flexibles par plan d'action piézoélectrique“. Lyon, INSA, 2002. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2002ISAL0098/these.pdf.
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Les travaux de ce mémoire contribuent à l'étude du contrôle actif des rotors flexibles en transitoire de vitesse. Ils proposent un Contrôle Modal Flou (C. M. F. ) dont la commande est basée sur le retour d'état modal de la structure et appliquée par un plan d'action piézoélectrique. Dans un premier temps, il s'agit de valider le C. M. F. Via une application à une structure représentant un rotor à l'arrêt. La structure choisie est une poutre dont le comportement dynamique est contrôlé par un plan d'action constitué de deux vérins piézoélectriques orthogonaux. Des contrôleurs optimaux de type Linéaire Quadratique Gaussien (L. Q. G. ) sont mis en place et pris pour référence pour valider la stratégie utilisant des C. M. F. L'application est réalisée en deux étapes. La première concerne le contrôle de la poutre dans une de ses directions transversales. Les résultats des simulations et des expérimentations sont en bon accord et montrent que le contrôle proposé est efficace et robuste. La seconde concerne l'extension de la méthode aux deux directions transverses. La faisabilité du contrôle d'une poutre flexible par un plan d'actionneurs piézoélectriques a donc été montrée. Dans un second temps, l'application du C. M. F. Au contrôle du comportement dynamique d'un rotor flexible en régime transitoire a été réalisée par l'intermédiaire d'un palier actif piézoélectrique. Cette stratégie est utilisée pour maîtriser les premiers modes du système. La robustesse du contrôle proposé permet de s'affranchir des non-linéarités du comportement dynamique du rotor. En particulier celles dues à l'évolution de la base modale en fonction de la vitesse de rotation et celles liées aux incertitudes du modèle sont absorbées. Le résultat des simulations montrent que ce contrôle est efficace : la réjection des perturbations est rapide et l'amortissement observé sur la réponse au balourd au passage des vitesses critiques est importantThis memory contributes to the study of the active control of the transient behaviour of flexible rotors. They propose a Fuzzy Modal Control (F. M. C) based on the feed-back of modal state of the structure and applied by an active plan composed of two piezoelectric pushers. First, the concept F. M. C. Is validated via an application a beam whose dynamic behaviour controlled by an action plan composed of two piezoelectric pushers. Optimal controllers of Linear Quadratic Gaussian type (L. Q. G. ) are set up and are taken for reference to validate the strategy using of controllers F. M. C. The application is carried out in two phases. The first relates to the control of the beam in one of its transverse directions is realised. The results of simulations and the experiments are in agreement and have a good effectiveness of the proposed controllers. The second relates to the extension of the method in two transverse directions. The feasibility of the control of a flexible beam according to two directions by a plan of piezoelectric actuators was shown. Secondly, we are interested more particularly in the application of the F. M. C. To control the transient dynamic behaviour of a flexible rotor subjected to external disturbances. The control force is applied in an action plan by means of an active bearing equipped with two piezoelectric pushers. The F. M. C. Is used to control the first modes of the system. The results of simulations show that this control is effective, the rejection of the disturbances is fast and the damping observed on the response to the unbalance with the passage of the critical speeds is significant. The robustness of control proposed absorbs the non linearity of the dynamic behaviour of the rotor in particular those which are due to evolution of its modal base according to its speed of rotation and those related to uncertainties in the model of the rotor/actuators
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Bochard, Stéphane. „Contrôle actif par composants piézo-électriques de structures souples en grands déplacements“. Lyon, INSA, 2002. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2002ISAL0051/these.pdf.
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Lorsque les structures vibrantes sont soumises à de grands déplacements, leur comportement dynamique peut être fortement non linéaire et présente un couplage vibrations/grands déplacements. Une commande linéaire et une stratégie de contrôles indépendants ne sont pas plus adaptés. L'étude développée traite du contrôle non linéaire de structures bi-articulées. Une modélisation fine est réalisée. Elle lie les éléments finis, où le couplage déformations/champ électrique est pris en compte, et les grands déplacements. Le contrôle est réalisé par des actionneurs électromécaniques et piézo-électriques. La stratégie de contrôle MIMO développée consiste à pondérer à chaque instant la commande de contrôleurs fonctionnant en parallèle, calculés pour des points de fonctionnement traversés au cours du mouvement. La commande multivariable est obtenue en pondérant par interpolation les commandes linéaires quadratiques de chaque contrôleur optimisé, en fonction des grands déplacements. Les simulations de la première application : une structure bi-articulée rigide, ont montré que le contrôle non-linéaire est bien plus efficace qu'un contrôle linéaire, l'utilisation des couples moteurs étant meilleure. La seconde application du contrôle non linéaire proposé concerne une structure bi-articulée flexible. Dans un premier temps, une poutre instrumentée d'un actionneur piézo-électrique bimorphe et de deux capteurs piézo-électriques est réalisée. Le modèle associé est recalé de façon optimisée. Les contrôles de la poutre encastrée, puis articulée sur un motoréducteur sont performants. Les résultats issus des simulations et de l'expérimentation sont en bon accord. Le contrôle non linéaire de structure bi-articulée flexible modélisée par deux modes de corps rigides et cinq flexibles est simulé. Il s'avére robuste en stabilité et performance. Grâce à ce type de contrôle, la dynamique globale est maintenue quasi-constante au cours du mouvement, malgré l'évolution de la géométrie de la structureWhen vibrating structures are subjected to large displacements, coupling may occur between the vibrations and the displacements inducing possibly strongly non-linear behaviour. In this case, linear control algorithms and independent control strategy are no longer suitable. This study deals with the non-linear control of Bi-articulated structures. A model that combines both finite element (FE) discretisation, taking into account strains/electric field coupling, and global behaviour is carried out. Electromechanical and piezoelectric actuators carry out the multivariable control. The control strategy developed consists in weighting the output of parallel state controllers, calculated for the p discretized operating points crossed during the progression of the structure’s dynamic behaviour. The multivariable control u is obtained by weighting interpolation functions fi of the linear quadratic control gains Ki of each controller optimised according to large displacements. The first application to Bi-articulated rigid beam systems shows, in comparison with a stable linear control, that non-linear control is by far the better of the two. This is mainly due to increased efficiency of motor torque use. The second application of the proposed non-linear control algorithm concerns a Bi-articulated flexible beam system modelled by two rigid body modes and five flexible modes. The control obtained is robust regarding both stability and performance. Quasi-steady controlled dynamic behaviour is obtained during movement. The last application deals with a flexible link featuring two piezoelectric sensors and one pair of the piezoelectric actuators pasted to the both sides of the beam. The associated model is adjusted by optimisation. The control of the beam, clamped-free or articulated by the geared motor, shows performance. The simulated results accords with the experimental ones
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Lagarrigue, Olivier. „Contrôle actif structural du rayonnement de plaque“. Aix-Marseille 2, 1994. http://www.theses.fr/1994AIX22069.
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Cette these concerne le controle actif du rayonnement de plaque a l'aide d'actionneurs et de capteurs d'erreur, tous places sur la structure vibrante. Il s'agit d'une plaque mince de faible densite modale, rectangulaire, bafflee rayonnant dans l'air. Cette structure est sollicitee par une excitation aerienne large bande, basses frequences inferieures aux frequences de coincidence et critique du premier mode vibratoire. Les expressions des deplacements de la plaque, de la pression et de la puissance acoustique rayonnee sont obtenues suite a l'application d'une technique de perturbation. Cette methode modale a ete formulee dans le cas general d'un solide elastique rayonnant dans un fluide leger. Elle permet le calcul d'une estimation de la base propre du systeme couple solide-fluide. La simulation du controle optimal de l'expression de la puissance acoustique rayonnee, precedemment obtenue, a permis l'optimisation du nombre et des positions des actionneurs, de type force ponctuelle, repartis sur la plaque, pour une excitation aerienne large bande a spectre plat. Des capteurs d'erreur accelerometriques ont ete disposes sur la plaque. L'effet de la minimisation de ces accelerations sur la puissance acoustique rayonnee a ete estime puis ameliore en introduisant une ponderation traduisant le rayonnement. Ces derniers controles ont ete experimentes pour des excitations harmoniques basses frequences. On a ainsi montre leur faisabilite. De plus, l'interet de la ponderation du controle mis en place a ete mis en evidence. Une extension au cas d'actionneurs et de capteurs d'erreur piezoelectriques (des films de polyfluorure de vinylidene mono-oriente) conclut cette etude. Pour cela, un modele actionneur piezoelectrique a ete etabli et valide experimentalement
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Fortaleza, Eugênio. „Contrôle actif de structures offshores : positionnement et réduction des vibrations induites par vortex“. Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2009. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00006011.
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L'exploration pétrolière en eaux profondes crée des nouveaux défis technologiques. Certains de ces problèmes sont liés à des très longues structures servant à relier la plate-forme à la tête de puits. L'augmentation de la profondeur implique des structures plus longues et, par conséquent, plus souple. Deux problèmes liés à ce type de structure sont étudiés dans ce rapport : le positionnement de la structure pour sa connexion à la tête de puits (opération de rentrée), et les vibrations induites par vortex. La première partie de ce rapport est consacrée au contrôle de l'opération de rentrée. Deux stratégies différentes de planification du mouvement sont proposées. La première est basée sur un modèle obtenu par approche modale. L'autre stratégie approxime le comportement de la structure par l'équation d'un câble de Bernoulli avec amortissement. Les solutions approximées de cette EDP sont directement utilisées dans la conception du contrôleur. Deux types de contrôle en boucle fermée sont proposées: un système de suivi de trajectoire en utilisant une fonction de Lyapunov, et un autre qui utilise l'inverse du système. La deuxième partie de ce rapport est consacrée à l'étude des vibrations induites par vortex (VIV) et à leur contrôle. Elle présente une première stratégie de contrôle afin de réduire les VIV. Cette stratégie est basée sur une analyse modale des équations du système. La loi de commande génère un déplacement en opposition de phase par rapport au VIV, l'atténuation résultant d'un effet d'antirésonance. Les résultats de simulation sont confirmés par des expériences réalisées sur une maquette en modèle réduit.
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Charette, François. „Contrôle actif du déplacement volumique de structures planes à l'aide de transducteurs piézoélectriques“. Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1996. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk3/ftp04/nq21849.pdf.
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Charette, François. „Contrôle actif du déplacement volumique des structures planes à l'aide de transducteurs piézoélectriques“. Thèse, Université de Sherbrooke, 1995. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/1655.
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Les travaux présentés dans cette thèse sont axés sur l'emploi de transducteurs étendus de type piézoélectrique dans un système de contrôle actif du rayonnement acoustique. Les structures considérées sont les poutres et les plaques minces. La fonction coût retenue (valeur à minimiser) est le déplacement volumique de ces structures minces. À l'heure actuelle, il n'existe pas de capteur vibratoire qui donne directement le déplacement volumique d'une structure plane avec conditions limites quelconques, ajouts de masses et de raideurs, etc. L'objectif principal des travaux exposé dans la présente thèse est de développer de tels capteurs de déplacement volumique pour les poutres et les plaques. Les travaux ont porté sur les étapes suivantes : (1) le développement de modèles variationnels (dynamiques) qui modélisent rigoureusement l'excitation et la détection obtenues avec des transducteurs étendus piézoélectriques. Ces modèles permettent de calculer la réponse d'un capteur piézoélectrique (film PVDF) en fonction du voltage imposé à un actionneur piézoélectrique (piézocéramique). Cela pour des structures ayant des conditions limites élastiques. Puisque la méthode variationnelle est une approche qui est de type dynamique, les modèles obtenus tiennent comptes de l'ajout de masses et raideurs des différents éléments piézoélectriques sur la réponse de la structure. (2) La mise au point de capteurs faits en film PVDF dont le signal est proportionnel au déplacement volumique de la structure considérée. Ces capteurs sont composés d'une ou de plusieurs bandes de PVDF ayant des formes prescrites. Ces formes sont obtenues à partir des fonctions propres (deformées modales) de la structure. Le capteur est donc indépendant de la fréquence et des caractéristiques (position, amplitude) de l'excitation. (3) Déterminer les formes des bandes de PVDF à partir de fonctions propres mesurées expérimentalement (pour les plaques), afin d'obtenir le meilleur capteur possible. De plus, cela donne une approche très robuste qui est facilement applicable à des structures 'réelles'. (4) L'implantation théorique et expérimentale de systèmes de contrôle actif du déplacement volumique de structures qui utilisent ce nouveau capteur comme capteur d'erreur et des actionneurs piézocéramiques comme actionneurs de contrôle. Les résultats obtenus avec ces implantations valident la stratégie de contrôle (contrôle du déplacement volumique) ainsi que l'utilisation de capteurs étendus piézoélectriques.
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Matichard, Fabrice. „Contrôle actif non linéaire de smart structures multicorps soumises à des mouvements d'ensemble“. Lyon, INSA, 2006. http://www.theses.fr/2006ISAL0058.
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L’étude présentée porte sur le contrôle actif de smart structures multicorps flexibles instrumentées de patchs piézoélectriques. La problématique est au croisement de trois grandes thématiques : celle des structures multicorps, celle du contrôle actif de vibrations et celle des matériaux intelligents. Les travaux réalisés durant cette thèse portent sur l’analyse de comportement ainsi que le développement d’outils numériques et expérimentaux répondant aux difficultés que peut soulever la rencontre de ces trois domaines. La première partie de cette étude porte sur la modélisation des smart structures multicorps instrumentées de composants électromécaniques distribués, telles que les céramiques piézoélectriques. Les méthodes proposées ont pour but de simplifier le processus modélisation et de permettre de générer des modèles réduits directement adaptés pour le contrôle actif modal. La seconde partie de cette étude porte sur l’optimisation des performances du contrôle modal. Plusieurs principes d’optimisation ont été proposés et implémentés numériquement via l’algorithmie floue. Les investigations menées en simulation et en expérimentation montrent comment l’établissement de relations non-linéaires entre commandes et variables modales permet d’améliorer les performances de contrôle. Enfin, la dernière partie de cette étude traite plus particulièrement de stratégies de contrôle de structures multi-articulées. L’analyse et les méthodes proposées permettent de maintenir l’efficacité et la stabilité de contrôle en dépit des effets non linéaires induits par les variations d’inerties engendrées par les mouvements de rotation des sous structuresThe proposed study deals with the active control of multi-body flexible structures using piezoelectric components. This problem is in the heart of several research areas: multi-body structures, active control of flexible structures and smart materials. The aim of this work is to provide methods for the analysis, the control, the simulation and the experiment of these structures. The first part of this study deals with the modelling of multibody flexible structures with distributed electromechanical components. The second part of this study deals with the optimization of the modal control of smart structures. Three methods of optimization using fuzzy logic are presented. The last part of this study focus on the research leads on the active control of multi-articulated flexible structures. A non-linear control method especially designed for these structures is proposed
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Matten, Gael. „Conception robuste d'actionneurs électromécaniques distribués pour le contrôle vibroacoustique de structures“. Thesis, Besançon, 2016. http://www.theses.fr/2016BESA2038/document.
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Cette thèse concerne le développement d’outils de conception nécessaires à la réalisation de matériaux composites hybrides intégrant des patchs piézoélectriques shuntés électriquement par des circuits à capacité négative. L’impact des incertitudes sur les performances de ces systèmes hybrides innovants est à ce jour inconnu ou mal maîtrisé, ce qui peut compromettre leur fiabilité et nuire à leur applicabilité industrielle. La première contribution du travail de thèse a ainsi porté sur le développement et la caractérisation d’un circuit de shunt numérique adapté à un contrôle adaptatif pour une structure équipée d’un grand nombre de patchs. Les étapes de dimensionnement et de conception électronique du dispositif sont présentées et ont conduit à un prototype qui a montré expérimentalement sa capacité à générer un shunt de type capacité négative. La deuxième contribution du travail de thèse porte sur l’analyse de la robustesse de ces dispositifs en considérant le système dans sa globalité, depuis les paramètres géométriques (dimensions) ou matériaux jusqu’aux paramètres électriques. Une analyse des paramètres les plus influents est proposée et conduit à une mise en évidence des plages d’incertitudes tolérables pour une efficacité donnée. Enfin l’association des dispositifs considérés en un réseau distribué permet d’envisager une meilleure réduction des vibrations ou ondes acoustiques par un accroissement notamment de la largeur de bande fréquentielle dans laquelle le système est efficace. Le circuit numérique développé dans la thèse permet d’envisager cette extension au caractère distribué par sa miniaturisation, son adaptabilité et son intégrabilité. La dernière contribution du travail de thèse porte donc sur des perspectives d’extension du travail développé à un système distribué pour la génération d’une inter face active intégrée à la structureThis thesis deals with the development of design tools needed for the realization of hybridcomposite materials incorporating piezoelectric patches electrically shunted by negativecapacitance circuits. The impact of uncertainty on the performance of these innovative hybridsystems is yet unknown or poorly controlled, which can compromise their reliability and harmtheir industrial applicability. The first thesis contribution has focused on the development andcharacterization of a digital shunt circuit adapted to an adaptive control for a structureequipped with a large number of patches. The design steps and electronic device design arepresented and led to a prototype that has shown experimentally its ability to implement anegative capacitance shunt. The second contribution of the thesis is the analysis of therobustness of these devices by considering the whole system, from geometric to materialsparameters, including the electrical parameters. An analysis of the most significantparameters is proposed and has highlighted the tolerable uncertainty ranges for a givenefficiency. Finally, the combination of the developed digital devices inside a distributednetwork provides a better reduction of acoustic waves or vibrations by increasing theefficiency bandwidth. The use of the developed digital circuit in such distributed systems hasbeen made possible by its miniaturization, adaptability and integrability. The last contributionof the thesis therefore focuses on prospects in fully integrated active interfaces
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Deschaintres, Laurent. „Contrôle actif vibroacoustique de la transparence acoustique de structures planes avec des transducteurs piézoélectriques“. Aix-Marseille 2, 2000. http://www.theses.fr/2000AIX2A005.
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On traite ici le problème théorique et expérimental du contrôle optimal par rétroaction (ou "feedback") de la transparence acoustique de plaques élastiques. La plaque considérée est encastrée dans une baie séparant deux salles anéchoi͏̈ques et soumise à une excitation aérienne large bande stationnaire. Elle et équipée de capteurs et d'actionneurs piézoélectriques collées sur sa surface. Il s'agit donc d'un problème de contrôle actif structural acoustique, ou "contrôle vibroacoustique du rayonnement de structures", qui consiste à atténuer le champ acoustique rayonné par la plaque en minimisant les amplitudes des vibrations incriminées par des méthodes de contrôle actif. Après un travail d'analyse des phénomènes qui sont à l'origine des transmissions vibroacoutiques, la mise en oeuvre d'un algorithme de contrôle Linéaire Quadratique Gaussien est envisagée d'un point de vue théorique et pratique. Un algorithme LQG permet de prendre en compte un critère de minimisation adapté au problème posé et cette possibilité est exploitée afin d'atténuer le rayonnement acoustique à basses fréquences de la plaque. Le contrôle est expérimenté en temps réel pour différents critères de minimisation. . . . Les performances obtenues pour différentes configurations du système de contrôle sont comparées et montrent l'intérêt de l'usage de cet outil de simulation.
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Genari, Helói Francico Gentil. „Damage-Tolerant Modal Control Methods for Flexible Structures“. Thesis, Paris, ENSAM, 2016. http://www.theses.fr/2016ENAM0032/document.
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Les structures intelligentes sont de plus en plus présentes dans différentes industries et notamment dans les domaines de l'aéronautique et du génie civil. Ces structures sont dotées de fonctions qui leur permettent d'interagir avec leur environnement, d'adapter leurs caractéristiques structurelles (raideur, amortissement, viscosité, etc.) selon les besoins ou de surveiller leur état de santé ou « SHM » (Structural Health Monitoring). Aujourd’hui, les performances des méthodes de contrôle actif peuvent être considérablement dégradées lors de l’apparition d’endommagement. Le contrôle actif tolérant aux dommages ou « DTAC » (Damage Tolerant Active Control) est un champ de recherche récent qui s'intéresse à l'élaboration d'approches intégrées pour réduire les vibrations tout en surveillant l'intégrité de la structure, en identifiant les éventuels dommages, et en reconfigurant la loi de commande.Cette thèse apporte une contribution au DTAC en proposant une approche originale basée sur la norme H∞ modale . Les méthodes proposées se focalisent principalement sur le cas où plusieurs actionneurs et capteurs piézoélectriques non-collocalisés sont utilisés pour atténuer les vibrations des structures endommagées. Le manuscrit comprend quatre parties principales. Le chapitre 2 présente des rappels sur la commande H∞ et sur sa solution sous optimale obtenue par une approche par inégalité matricielle ou « LMI » (Linear Matrix Inequality), sur lesquels s’appuient les développements proposés dans ce travail. Le chapitre 3 décrit la norme H∞ modale introduite pour le contrôle actif des vibrations. Cette commande présente une sélectivité modale élevée, permettant ainsi de se concentrer sur les effets du dommage tout en bénéficiant des propriétés de robustesse qu'offre la commande H∞ vis-à-vis du spillover et des variations de paramètres. Une nouvelle stratégie de rejet des vibrations est proposée au chapitre 4. C'est une approche dite préventive où une prise en compte lors de l'élaboration de la commande H∞ modale, des zones fortement contraintes de la structure, où le risque d’endommagement est élevé est réalisée. Un algorithme SHM est proposé afin d'évaluer la sévérité du dommage pour chaque mode. Le chapitre 5 propose une nouvelle approche modale à double boucle de commande pour faire face à des endommagements imprévisibles. Un premier correcteur est conçu dans ce but pour satisfaire les contraintes de performance et de robustesse sur la structure saine, tandis que le second a pour objectif de conserver un contrôle satisfaisant quand un dommage survient. La loi de commande s'appuie sur un observateur d’état et d'un algorithme SHM pour reconfigurer en ligne le correcteur. Toutes les approches DTAC proposées sont testées en utilisant des simulations (analytiques et éléments finis) et/ou des expérimentations sur des structures intelligentesSmart structures have increasingly become present in different industry applications and particularly in the fields of aeronautics and civil engineering. These structures have features that allow interactions with the environment, adapting their characteristics according to the needs (stiffness, damping, viscosity, etc.), monitoring their health or controlling their vibrations. Today smart structure active control methods do not respond appropriately to damage, despite the capacity of external disturbances good rejection. Damage-tolerant active control (DTAC) is a recent research area that aims to develop integrated approaches to reduce the vibrations while monitoring the integrity of the structure, identifying damage occurrence and reconfiguring the control law of the adopted active vibration control method.This thesis contributes to DTAC area, proposing a novel modal control framework and some applying strategies. Developed methods focus in non-collocated flexible structures, where multiples piezoelectric sensors and actuators are used to attenuate damaged structure vibration. The chapters present four main topics and the conclusions. Chapter 2 reviews the regular suboptimal H∞ problem and its respective solution based on the linear matrix inequality (LMI) approach, which is a fundamental tool for the development of subsequent topics. Chapter 3 introduces the modal H∞-norm based method for vibration control, which reveals high modal selectivity, allowing control energy concentration on damage effects and presenting robustness to spillover and parameter variation. A new control strategy is developed in Chapter 4, taking into account existing knowledge about the structure stressed regions with high probability of damage occurrence, leading to specific requirements in the modal H∞ controller design. A structural health monitoring (SHM) technique assesses each damaged mode behavior, which is used to design a preventive controller. Chapter 5 presents a novel modal double-loop control methodology to deal with the unpredictability of damage, nevertheless ensuring a good compromise between robustness and performance to both healthy and damaged structures. For this purpose, the first loop modal controller is designed to comply with regular requirements for the healthy structure behavior, and the second loop controller is reconfigured aiming to ensure satisfactory performance and robustness when and if damage occurs, based on a state-tracking observer and an SHM technique to adapt the controller online. In all these chapters, simulated (analytical and finite elements based) and/or experimental aluminum structures are used to examine the proposed methodology under the respective control strategies. The last chapter subsumes the achieved results for each different approach described in the previous chapters
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Kamil, Mourad. „Modélisation par éléments finis de matériaux intelligents, application en contrôle actif de vibrations des structures aéronautiques“. Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 2001. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk3/ftp05/MQ65409.pdf.
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Chomette, Baptiste. „Contrôles modaux actif, semi-adaptatif et semi-actif de structures intelligentes embarquées : application aux cartes électroniques“. Lyon, INSA, 2008. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2008ISAL0100/these.pdf.
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Les structures embarquées telles que les cartes électroniques embarquées, peuvent être soulises à des contraintes sévères, particulièrement en terme de niveau vibratoire, qui altèrent leur durée de vie opérationnelle. Les industriels recherchent des techniques pour augmenter la durée de vie de ces structures notamment lorsqu'elles sont complexes. En prenant comme application les cartes électroniques embarquées sur missiles MBDA, le mémoire suivant présente dans une première partie, une méthode de réduction des vibrations par contrôle actif modal pour réduire le dommage modal induit par les vibrations. Le choix de la stratégie de contrôle modal permet de minimiser l'énergie nécessaire au contrôle en la ciblant uniquement sur les modes à contrôler. La stratégie modale permet également de limiter le nombre d'actionneurs et de capteurs nécessaires. Le contrôle est réalisé par des actionneurs et capteurs piézoélectriques. La stratégie de contrôle modal a été numériquement puis expérimentalement testée sur la carte électronique dans sa configuration industrielle en termes de conditions aux limites et de niveau d'excitation. La production en grande série peut induire une dispersion sur les caractéristiques et donc sur les paramètres modaux de la structure. De plus, les conditions initiales de fonctionnement, comme les conditions aux limites, peuvent varier pendant la durée de vie de la carte électronique et ainsi modifier les performances et la stabilité du contrôle établi sur le modèle nominal. Afin d'augmenter la robustesse du contrôle modal, le mémoire suivant présente dans une deuxième partie, une stratégie de contrôle modal semi-adaptative, basée sur des algorithmes d'identification, pour prendre en compte les évolutions et/ou variations de la structure tout en garantissant des performances optimales. La stratégie semi-adaptative est ensuite testée numériquement puis expérimentalement sur la carte électronique pour une variation fréquentielle et pour une variation du couple de serrage. Enfin, dans le contexte des structures embarquées, l'énergie utilisée par le contrôle doit être minimale pour limiter la masse embarquée. La dernière partie présente ainsi une stratégie de contrôle semi-actif modal pour éliminer l'apport d'énergie opérative. Elle est appliquée numériquement, notamment sur le mode le plus endommageant en présence d'excitation aléatoire. Cette technique pourrait être utilisée pour augmenter la durée de vie moyennant des recherches complémentairesOn-board structures such as electronic boards are submitted to severe stresses, particularly vibration. This extreme environment affects the structure’s expected lifetime. Some techniques can be used to increase their lifetime particularly in the case of complex structures. This dissertation presents firstly a method to reduce vibration using modal active control applied to on-board MBDA Printed Circuit Boards (PCB). This modal strategy permits to reduce on-board energy and to target the control energy only on the controlled modes using a minimum number of components. The control uses piezoelectric actuators and sensors. The method has been numerically and experimentally tested on the PCB with industrial boundary conditions and excitation levels. In the case of industrial mass production, dispersion leads to changes in mechanical and electromechanical properties. Moreover, boundary condition variations can induce mechanical properties variations. These variations can modify control performance and stability. This dissertation presents secondly a modal semi-adaptive control strategy, based on identification algorithms, aim at increasing control robustness. This strategy has been numerically and experimentally tested on the PCB for frequency and torque variations respectively. Finally, in the case of on-board structures, on-board energy used by the control must be minimal to reduce on-board mass. The last part of this dissertation presents a modal semi-active control strategy to eliminate operational energy. This method has been numerically tested on the most damaging mode of the PCB. This method could be used to increase PCB lifetime in future research
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Bossens, Frédéric. „Amortissement actif des structures câblées: de la théorie à l'implémentation“. Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2001. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/211598.
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Cette thèse s'inscrit dans la continuation du travail de Younes Achkire, consacré au contrôle actif des ponts haubanés. Elle traite de l'implémentation d'un système de contrôle actif sur des maquettes de structures câblées. Deux types de structures sont étudiés expérimentalement: les ponts haubanés et les treillis spatiaux. Après une brève introduction sur l'usage du contrôle actif dans ces domaines, le chapitre 2 traite numériquement des mécanismes d'interaction entre le câble et la structure. Au chapitre 3, nous présentons la stratégie de contrôle que nous utilisons pour stabiliser une structure câblée: il s'agit d'un contrôle décentralisé, basé sur des paires capteur/actionneur colocalisées, placées au niveau des ancrages des câbles, chacune équipée d'un contrôleur Intégral Force Feedback. Nous présentons une théorie linéaire simplifiée permettant de dimensionner le système et de prévoir son efficacité. Elle est illustrée sur un exemple, et nous discutons de la validité de certaines hypothèses simplificatrices. Le chapitre 4 est consacré au contrôle actif des ponts haubanés. Nous y présentons 2 maquettes. La première, de petite taille (3m) représente un pylône de pont haubané en construction. Elle est équipée d'actionneurs piézoélectriques. La seconde, installée au Centre Commun de Recherche d'Ispra (Italie), mesure 30m de long, et est équipée d'actionneurs hydrauliques. Les expériences réalisées sur ces maquettes ont démontré l'efficacité du contrôle et la fiabilité de la théorie prédictive. Le contrôle du flottement des ponts est traité sur un exemple numérique. Le chapitre 5 relate nos expériences d'amortissement actif des treillis spatiaux. Deux structures ont été étudiées: une colonne en treillis équipée de 3 câbles actifs, et une structure triédrique suspendue à des cordons élastiques pour simuler l'absence de gravité, également munie de câbles actifs. Deux concepts d'actionneur piézoélectrique ont été testés. Nous avons ensuite examiné le problème de la saturation des actionneurs, et celui du contrôle actif des microvibrations (~10nm) d'une structure câblée. Le chapitre 6 conclut ce travail, en souligne les aspects originaux et donne quelques perspectives de développement.Doctorat en sciences appliquées
info:eu-repo/semantics/nonPublished
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Debbabi, Meriem. „Sur le contrôle semi-actif des vibrations élastiques d'une grande structure souple“. Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2009. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00005716.
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Le contrôle semi-actif est un domaine de recherche en plein essor vu qu'il joint la stabilité des systèmes contrôlés passivement à la possibilité de contrôle en temps réel permise par les stratégies actives. Dans cette thèse on s'intéresse à un assemblage de poutres modélisées sous l'hypothèse de linéarité et représentant un modèle de pont à hauban en cours de construction. Cette structure a été contrôlée précédemment par un dispositif formé d'un pendule à masse accordée couplé à un alternateur et à une résistance électrique sous l'hypothèse de petites rotations du pendule. Dans cette thèse on a pour objectif de rendre robuste cet actionneur pour les grandes rotations du pendule. Afin d'y parvenir le travail effectué peut être divisé en quatre points: Tout d'abord, une étude paramétrique est effectuée afin de mieux comprendre le comportement de l'actionneur en grandes rotations du pendule. Cette étude a permis d'identifier la dépendance du contrôle aux variables et aux paramètres du système. Puis une étude du contrôle passif du système non linéaire virtuel est effectuée et une loi basée sur le contrôle par séquencement de gain est définie et appliquée à la structure. Ces deux lois montrent la nécessité de la conception d'un contrôle en temps réel. Ensuite, on définit des lois semi-actives dans l'esprit de la poursuite d'un modèle de référence pour les deux systèmes pendule seul et pont-pendule. Leurs limites et leurs apports sont établis. Enfin par une stratégie de poursuite on conçoit une loi de contrôle actif et sa version semi-active pour le système non linéaire réel. Cette dernière, permet enfin de réaliser les objectifs de cette thèse i.e avoir un niveau d'amortissement de la structure pont-actionneur électromécanique, pour les grandes rotations du pendule, comparable à celui d'un modèle linéaire.
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Duhamel, Denis. „L'acoustique des problèmes couples fluide-structure - Application au contrôle actif du son“. Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 1994. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00004620.
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Le présent travail développe des outils de modélisation de moyens de contrôle passifs et actifs destinés à répondre à certains problèmes de bruit. La première partie étudie les propriétés acoustiques de stratifiés viscoélastiques en contact avec un fluide pour mettre en évidence leurs propriétés d'atténuation et d'isolation. Ils peuvent être utilisés en revêtement d'une structure créatrice de bruit pour limiter l'énergie acoustique transmise dans une zone à protéger. La seconde partie est destinée à créer un outil de calcul général qui permette de déterminer avec précision le rayonnement et la diffraction d'ondes acoustiques par un obstacle élastique ou rigide. La modélisation est fondée sur une méthode d'équation intégrale couplée à un code d'éléments finis industriel (SAMCEF). Dans le cas particulier d'un mur antibruit infiniment long, de section constante, un outil spécifique est développé pour accéder, avec un coût en calcul réaliste, au champ de pression tridimensionnel au voisinage de l'écran. Cela permet par exemple de calculer l'effet d'atténuation en présence d'une excitation produite par une ligne de sources incohérentes. La dernière partie se consacre à des simulations d'efficacité de dispositifs de contrôle actif. En superposant les champs de pression créés par des sources primaires et secondaires nous pouvons calculer la réduction de bruit dans un domaine de l'espace pour des excitations harmoniques ou aléatoires stationnaires. L'étude des paramètres du problème tels que la disposition des sources ou la longueur des filtres montre qu'une modélisation peut apporter un gain important par rapport à une approche purement orientée vers le traitement du signal.
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Duhamel, Denis. „L'acoustique des problèmes couples fluide-structure. Application au contrôle actif du son“. Marne-la-vallée, ENPC, 1993. http://www.theses.fr/1993ENPC9403.
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Le présent travail développe des outils de modélisation de moyens de contrôle passifs et actifs destinés à répondre à certains problèmes de bruit. La première partie étudie les propriétés acoustiques de stratifies viscoélastiques en contact avec un fluide pour mettre en évidence leurs propriétés d'atténuation et d'isolation. Ils peuvent être utilisés en revêtement d'une structure créatrice de bruit pour limiter l'énergie acoustique transmise dans une zone à protéger. La seconde partie est destinée à créer un outil de calcul général qui permette de déterminer avec précision le rayonnement et la diffraction d'ondes acoustiques par un obstacle élastique ou rigide. La modélisation est fondée sur une méthode d'équation intégrale couplée à un code d'éléments finis industriel (samcef). Dans le cas particulier d'un mur antibruit infiniment long, de section constante, un outil spécifique est développé pour accéder, avec un coût en calcul réaliste, au champ de pression tridimensionnel au voisinage de l'écran. Cela permet par exemple de calculer l'effet d'atténuation en présence d'une excitation produite par une ligne de sources incohérentes. La dernière partie se consacre à des simulations d'efficacité de dispositifs de contrôle actif. En superposant les champs de pression créés par des sources primaires et secondaires, nous pouvons calculer la réduction de bruit dans un domaine de l'espace pour des excitations harmoniques ou aléatoires stationnaires. L’étude des paramètres du problème tels que la disposition des sources ou la longueur des filtres montre qu'une modélisation peut apporter un gain important par rapport à une approche purement orientée vers le traitement du signal
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DEBBABI, MERIEM. „Sur le contrôle semi-actif des vibrations élastiques d'une grande structure souple“. Doctoral thesis, Università degli Studi di Roma "Tor Vergata", 2010. http://hdl.handle.net/2108/1164.
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Il campo del controllo semi attivo richiama un grande interesse dei ricercatori.
Questo interesse é dovuto al fatto che il controllo semi attivo riunisce le
caratteristiche dei metodi passivi, come la stabilità , ed usufruisce della possibilità
di controllare in tempo reale come i metodi attivi. In questo lavoro, ci
interessiamo ad un assemblaggio di travi che costituisce il modello di un ponte
strallato in corso di costruzione. Questa struttura é stata controllata precedentemente
con un pendolo a massa accordata accoppiato ad un alternatore ed
una resistenza variabile, sotto l'ipotesi delle piccole oscillazioni del pendolo.
L'obiettivo di questa tesi é di rendere robusto il sistema di controllo scelto
ed estendere la sua effcienza all'intervallo delle grandi oscillazioni del pendolo.
Il lavoro svolto può essere diviso in quattro parti principali.
Inizialmente, é stato fatto uno studio parametrico per capire meglio la
dinamica dell'attuatore in grandi oscillazioni, ed é stata stabilita una relazione
di dipendenza tra il controllo e i parametri e le variabili del sistema.
Lo studio del controllo nello spirito della strategia passiva e della pertinenza
dell'uso del metodo del gain scheduling ha poi rivelato la necessità di
controllare in tempo reale.
Per questo, seguendo il metodo tracking, sono state definite delle leggi di
controllo basate sullo smorzamento dei sistemi pendolo non lineare e ponte-pendolo
accoppiato.
Infine, é stata progettata una legge di controllo sulla resistenza, seguendo
il metodo tracking. La resistenza variabile rappresenta la variabile di controllo
reale del sistema. Questa legge di controllo permette di realizzare gli obiettivi
di questa tesi.
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Sergent, Philippe. „Optimisation géométrique du contrôle actif dans les gaines de ventilation“. Phd thesis, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 1996. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00529385.
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Cette étude est consacrée à l'optimisation géométrique du contrôle actif dans les gaines de ventilation. La première partie de ce travail concerne l'étude du contrôle hybride (actif+passif) dans les gaines de ventilation et de ses avantages suivant la géométrie de la gaine et la présence ou non de revêtements absorbants. Les effets du contrôle passif du bruit (dissipatif, réflexif et diffusif) dans une gaine de ventilation améliorent l'efficacité du contrôle actif. Un contrôle hybride (actif + passif) présente donc des avantages, même aux basses fréquences. La seconde partie de ce mémoire s'intéresse au placement des microphones d'erreur et des sources secondaires. Pour une excitation harmonique, une méthode de calcul par programmation linéaire et entière détermine un nombre suffisant de microphones d'erreur ainsi qu'une position optimale des microphones d'erreur et des sources secondaires. Cette méthode de placement est appliquée pour la réduction du bruit dans les gaines de ventilation.
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Areias, Trindade Marcelo. „Contrôle hybride actif-passif des vibrations de structures par des matériaux piézoélectriques et viscoélastiques : poutres sandwich/multicouches intelligentes“. Phd thesis, Conservatoire national des arts et metiers - CNAM, 2000. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00012077.
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Cette thèse présente une analyse numérique de l'amortissement des vibrations structurales obtenu par des traitements passifs, actifs et hybrides actifs-passifs. Pour cela, un modèle éléments finis de poutre sandwich dont les couches peuvent être élastiques, piézoélectriques ou viscoelástiques est présenté. Il est validé à travers des comparaisons avec les résultats analytiques, expérimentaux et numériques trouvés dans la littérature, puis, étendu au cas de peaux stratifiées. Ensuite, la représentation de la dépendance en fréquence des propriétés des matériaux viscoelástiques est étudiée en utilisant les modèles Anelastic Displacement Fields (ADF), Golla-Hughes-McTavish (GHM) et Modal Strain Energy (MSE) itératif. Une réduction modale à base complexe est proposée et validée à travers des comparaisons avec les résultats trouvés dans la littérature. Un algorithme itératif est proposé pour trouver le contrôle optimal du type Linear Quadratic Regulator (LQR) respectant le champ électrique maximum applicable aux pastilles piézoélectriques. La comparaison entre les performances d'amortissement des mécanismes d'action piézoélectrique par extension et par cisaillement montre que les derniers sont plus efficaces pour de petites amplitudes et fréquences élevées et pour des structures sandwich à peaux rigides et coeur souple. Trois traitements amortissants hybrides, obtenus en modifiant l'emplacement relatif des couches viscoelástique et piézoélectrique, ont été analysés et comparés. Il est montré que les traitements par revêtement contraint actif (RCA), consistant à remplacer la couche externe élastique par un actionneur piézoélectrique, ne sont efficaces que pour des couches viscoelástiques très minces. Tandis que les traitements par revêtement contraint passif (RCP) associé à un actionneur piézoélectrique collé sur la surface opposée de la structure (RCP/CA) ou entre la couche viscoelástique et la structure (RCPA/CA) sont, généralement, plus efficaces. Cependant, les trois traitements fournissent des systèmes de contrôle efficaces et robustes. L'étude du contrôle de vibrations d'une poutre sandwich à coeur viscoelástique, à l'aide de deux pastilles collées symétriquement sur ses surfaces supérieure et inférieure, en utilisant trois contrôleurs de types LQR, dérivatif et Linear Quadratic Gaussian (LQG) est réalisée. Il est montré que les contrôleurs optimaux LQR et LQG sont plus efficaces que le dérivatif, puisqu'ils sont moins dépendants de la co-localisation des actionneurs et capteurs. Finalement, l'influence de la température d'opération sur la performance de l'amortissement par traitement du type RCA est analysée ; les résultats montrent qu'il est possible d'aboutir à des performances uniformes dans un intervalle de températures.
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Chatellier, Ludovic. „Modelisation et contrôle actif des instabilités aéroacoustiques en cavité sous écoulement affleurant“. Poitiers, 2002. http://www.theses.fr/2002POIT2285.
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La thèse présente la modélisation, l'étude expérimentale et le contrôle actif des instabilités aéroacoustiques rencontrées en cavité sous écoulement turbulent à faible nombre de Mach. On propose une formulation problème de stabilité de l'interface fluide séparant deux écoulements uniformes de vitesse différente en integrant les effets acoustiques. Les modes d'instabilité de l'interface sont alors étudiés en fonction du nombre de Mach et de la configuration géométrique. Une maquette comportant une cavité de dimensions réglables est ensuite étudiée en soufflerie à l'aide de mesures de pression. Ces données valident en partie l'approche analytique adoptée. On conçoit alors un dispositif de contrôle des modes d'instabilité, appliqué en particulier dans le cas de leur couplage avec l'acoustique de la veine d'essais. Enfin, un système de vélocimétrie par images de particules synchronisé sur les modes d'oscillation permet de valider l'étude théorique et la stratégie de contrôleThis thesis includes modelization, experimental investigations and active control of the aeroacoustics of cavities under low mach number turbulent flows. A progressive formulation for the stability analysis of the fluid interface separating two uniform flows is first presented. The oscillation stages show dependance to the geometric configuration and to the Mach number. An experimental model of adjustable dimensions is then investigated using pressure measurements. The extensive resulting data partially validate the chosen theoretical analysis. A vibrating apparatus is designed and applied to the active control of the aeroacoustic stages with focus on the fluid-resonant conditions. Proof is given that this system leads to a deterministic modulation of the coupling intensity. Finally, a Particle Image Velocimetry system is synchronized with chosen oscillation stages in order to aerodynamically validate the theoretical approach and the active control efficiency
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Abbad, Ahmed. „Développement d'un traitement acoustique basses-fréquences à base de résonateurs d'Helmholtz intégrés à membrane électroactive“. Thèse, Université de Sherbrooke, 2018. http://hdl.handle.net/11143/11906.
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L'utilisation des moyens de transport et des machines au quotidien a fortement contribué à l'amplification des phénomènes générant de la nuisance sonore. L'élimination des bruits en basses fréquences est actuellement la cible de différentes recherches. Plusieurs stratégies ont émergé comme l'utilisation des résonateurs de Helmholtz, de membranes vibrantes mais surtout des systèmes hybrides actif-passif. L'originalité de ce projet de doctorat consiste en la proposition d'une solution technologique d'un résonateur de Helmholtz adaptatif à volume variable, permettant ainsi de s'affranchir du caractère mono-fréquentiel des résonateurs de Helmholtz passifs. Le réglage de volume s'effectue grâce à l'utilisation d'une membrane en polymère électroactif (EAP), permettant ainsi d'accorder les résonances du système. Le comportement mécanique de ces matériaux est modifié lorsqu'ils sont stimulés par un champ électrique. Des améliorations significatives en perte par transmission acoustique sont obtenues en basses fréquences par deux effets: la variation de raideur de la membrane et l'augmentation de volume due à la déformation de la membrane. Des études numériques, analytiques et expérimentales sont réalisées pour déterminer le potentiel des concepts proposés. Enfin, une structure périodique contenant 9 résonateurs adaptatifs à membranes électroactives est étudiée en champs diffus permettant d'évaluer les performances acoustiques du concept distribué.
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Ducloux, Olivier. „Microsystèmes Magnéto-Mécaniques (MMMS) pour le contrôle actif d'écoulements aérauliques“. Phd thesis, Ecole Centrale de Lille, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00137786.
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Situé à l'intersection des besoins de l'industrie aéronautique et des possibilités offertes par les microtechnologies, le travail présenté dans ce mémoire concerne le dimensionnement, la réalisation et la caractérisation de micro-actionneurs à membrane souple permettant la fabrication de micro-jets pulsés pour le contrôle actif de décollement d'une part, et de micro-actionneurs à actionnement magnétostrictif intégré d'autre part. Ainsi, un cahier des charges précis est a d'abord été défini suite à l'analyse des phénomènes fluides liés au contrôle de décollement et à l'identification des besoins industriels dans ce domaine. Deux bancs de mesure ont ensuite été mis en place de manière à permettre la caractérisation complète des microjets pulsés, par ombroscopie ultra-rapide et anémométrie au fil chaud. Un prototype de microvalve dont le fonctionnement est fondé sur le pincement d'un canal microfluidique à l'aide d'une membrane souple a été dimensionné puis fabriqué. Une étude théorique du fonctionnement statique et dynamique du système couplé fluide-structure a permis d'identifier trois types d'actionnement et leur plage fréquentielle caractéristique : actionnement éléctromagnétique (0-600 Hz), auto-oscillation assistée (400-1500Hz) et auto-oscillation (1kHz – 2.5 KHz). Les prototypes fabriqués montrent quant à eux une vitesse de sortie supérieure à 100 m/s dans chacune de ces plages fréquentielles. L'optimisation de la géométrie des microvalves a ensuite été réalisée, ainsi qu'un premier packaging permettant la mise en place de barrettes d'actionneurs en soufflerie. Enfin, un microsystème innovant dont l'actionnement est fondé sur la vibration d'une micro-poutre recouverte d'un film magnétostrictif multicouche nanostructuré a été mis au point. Utilisant l'induction d'une instabilité magnétique de type Transition de Réorientation de Spin pour augmenter la sensibilité du système magnétique, nous avons montré qu'un couple de microbobines suffit à l'actionnement de ce type de structure mécanique, mettant ainsi en lumière de nouvelles méthodes d'actionnement tirant avantage des propriétés fortement non-linéaires des films magnétostrictifs au voisinage de la TRS.
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Chatellier, Ludovic. „Modélisation et contrôle actif des instabilités aéroacoustiques en cavité sous écoulement affleurant“. Phd thesis, Université de Poitiers, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00003529.
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La thèse présente la modélisation, l'étude expérimentale et le contrôle actif des instabilités aéroacoustiques rencontrées en cavité sous écoulement turbulent à faible nombre de Mach. On propose une formulation problème de stabilité de l'interface fluide séparant deux écoulements uniformes de vitesse différente en integrant les effets acoustiques. Les modes d'instabilité de l'interface sont alors étudiés en fonction du nombre de Mach et de la configuration géométrique. Une maquette comportant une cavité de dimensions réglables est ensuite étudiée en soufflerie à l'aide de mesures de pression. Ces données valident en partie l'approche analytique adoptée. On conçoit alors un dispositif de contrôle des modes d'instabilité, appliqué en particulier dans le cas de leur couplage avec l'acoustique de la veine d'essais. Enfin, un système de vélocimétrie par images de particules synchronisé sur les modes d'oscillation permet de valider l'étude théorique et la stratégie de contrôle.
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Malhis, Mohamed Der Hagopian Johan. „Contrôle actif modal flou des rotors flexibles par plan d'action piézoélectrique“. Villeurbanne : Doc'INSA, 2004. http://docinsa.insa-lyon.fr/these/pont.php?id=malhis.
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Deng, Fengyan. „Contrôle modal autoadaptatif de vibrations de structures évolutives“. Phd thesis, INSA de Lyon, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00749905.
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L'allègement des structures imposé par les réductions de coût se traduit par des structures de plus en plus souples qui les rendent de plus en plus sensibles aux vibrations. Le contrôle des vibrations devient donc un enjeu majeur dans de nombreuses applications industrielles et les limites des matériaux imposent maintenant un recours au contrôle actif de plus en plus fréquent. L'évolution des structures au cours du temps (viellisement, conditions aux limites, architecture, ...) pose le problème de la robustesse du contrôle. Par ailleurs, l'actionnement de plus en plus présent dans le domaine mécanique constitue à la fois une source supplémentaire de vibrations, mais aussi de contrôle et d'évolution d'architecture des structures. La thèse s'intéresse au contrôle actif autoadaptatif des vibrations permettant de maintenir automatiquement la performance et la stabilité des structures évolutives. Il s'agit donc de s'affranchir de la connaissance des causes et des informations sur les évolutions. La méthode proposée s'appuie sur un développement modal permettant de limiter le nombre de composants de contrôle et de cibler les modes à contrôler en limitant l'énergie de contrôle. Ainsi, il est nécessaire de reconstruire les caractéristiques du modèle modal indispensables pour réactualiser le contrôle en figeant seulement une structure de modèle. S'affranchissant à la fois des causes d'évolution de la structure et utilisant seulement une structure de modèle, la méthode est généralisable à toute application en mécanique des structures. La méthode proposée, basée sur l'utilisation d'un identificateur exploitant à la fois excitation et réponse de la structure, prend en compte les limites imposées par le contrôleur. Le modèle constitue le lien qui doit être établi entre identificateur et contrôle pour permettre la réactualisation. Par ailleurs, un compromis entre l'objectif d'atténuation des vibrations et les performances de l'identification est alors nécessaire du fait du couplage identification/contrôle apparaissant dans la boucle fermée. Ce compromis est également conditionné par le matériel utilisé. La méthode proposée est exploitée sur une structure discrète mettant en évidence une inversion de formes modales au cours de son évolution qui déstabilise un contrôle figé. Le choix opéré pour répondre aux différents compromis cités ci dessus a conduit à l'utilisation d'un contrôleur classique (LQG) et un identificateur basé sur la méthode des sous-espaces (N4SID). Cette application sur une structure simple a permis de caractériser un certain nombre de limites physiques : la bande passante, densité modale, vitesse d'évolution, Le contrôle modal autoadaptatif proposé s'avère robuste en performance et efficace lorsque la réactualisation est systématique. Une variante conditionnelle, toujours basée sur l'analyse de la réponse de la structure, est enfin proposée pour optimiser le processus de réactualisation afin de suivre plus efficacement les évolutions.
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Bochard, Stéphane Lalanne Michel. „Contrôle actif par composants piézo-électriques de structures souples en grands déplacements“. Villeurbanne : Doc'INSA, 2007. http://docinsa.insa-lyon.fr/these/pont.php?id=bochard.
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Trentin, Dominique. „Construction de modèles analytiques condenses en vibroacoustique dans le domaine des moyennes et hautes fréquences pour des structures simples“. Lyon, INSA, 1995. http://www.theses.fr/1995ISAL0119.
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Le but de l'étude est de proposer une méthode de condensation des modèles vibroacoustiques en moyennes et hautes fréquences. Le point de départ est la méthode initiée par J. -L. Guyader [iVIodal sampling method for the vibration study of systems of high modal density- J. Acout. Soc. Am. , 1990, Vol. 88(. 5), p. 2269-2276] pour des vibrations de poutres homogènes en flexion. Dans le domaine des moyennes et hautes fréquences où un nombre important de modes contrôlent l'énergie d'une structure, cette méthode vise à grouper les modes du système conservatif associé afin de fournir des niveaux globaux d'énergie par bandes de fréquences. Il s'agit de faire le lien entre les méthodes modales basses fréquences où tous les modes sont à considérer, avec les méthodes de moyennage statistique hautes fréquences où c'est un «mode moyen» qui est pris en compte par le concept de la densité modale. Les travaux réalisés proposent une condensation de modèles vibroa-coustiques. Les modèles condensés sont construits pour des structures de forme géométrique simple (plaque, coque cylindrique), dans le cadre d'une résolution par des méthodes analytiques. Les performances de ces modèles condensés sont étudiées dans différents cas vibratoires et acoustiques de difficultés croissantes: plaques rectangulaires homogènes, plaques rectangulaires avec masses ponctuelles ajoutées, plaques avec conditions aux limites élastiques, couplage mécanique entre plaques, couplage vibro-acoustique de coques cylindriques immergées dans un fluide acoustique infiniThe aim of the study is to develop a condensed procedure in order to obtain reduced analytical models in medium and high frequency ranges. The starting pointis the modal sampling method [J. -L. Guyader - Modal sampling method for the vibration study of systems of high modal density- J. Acout. Soc. Am. , 1990, Vol. 88(5), p. 2269-2276] used to obtain predictions of the flexural vibrations of homogeneous beams. When a large number of modes control the vibration response of a structure, this procedure enables the grouping together of the modes of the structure in order to predict global energy quantities per frequency band. This method lies between the classical modal methods well adapted for low frequency ranges where every mode is taken into account, and the statistical methods for high frequency ranges which consider an << averaged mode» using the concept of modal density. A condensed procedure is developed. Reduced models are obtained for simple structures (plates, cylindrical shells) modelled by analytical methods. The performance of the reduced models is systematically assessed for different structural and vibro-acoustic problems of increasing difficulty: rectangular homogeneous plates, rectangular plates which carry a number of concentrated masses , plates with elastic boundary conditions, coupled plates, and cylindrical radiating shells in an infinite acoustic medium
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Benembarek, Abdeljalil. „Réponse dynamique d'une fondation à geometrie arbitraire dans un milieu semi-infini et contrôle actif des structures avec prise en compte du couplage sol-structure“. Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1993. http://bibli.ec-lyon.fr/exl-doc/TH_T1534_abenembarek.pdf.
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II est un fait indéniable que, dans le vaste domaine du génie civil, l'ingénieur doit faire face en permanence à une panoplie de contraintes. Celles-ci sont généralement d'ordre économique, de confort, de fiabilité et de sécurité. Si elles sont plutôt simples à énumérer, il n'est en revanche pas aisé de les respecter et, pour le comprendre, un simple coup d'oeil sur la littérature consacrée à la question suffit à réaliser l'ampleur du problème. D'un autre coté, il est essentiel de le noter, cela témoigne aussi de l'effort colossal entrepris par les chercheurs pour tenter d'apporter des solutions satisfaisantes, même si c'est parfois au détriment de la simplicité. De nombreux concepts sont ainsi nés, parmis lesquels le contrôle actif semble prendre de plus en plus d'ampleur, en s'imposant comme un moyen de contrôle efficace. II nous semble intéressant de l'adopter et important d'y greffer une nouvelle contrainte: la prise en compte du couplage sol-structure. Trois études seront donc faites pour mieux cerner la question: 1-Le contrôle actif des structures, afin d'en mettre en évidence l'efficacité. 2-La réponse dynamique d'une fondation dans un milieu semi-infini, en l'occurrence le sol. Nous proposerons et validerons deux nouvelles méthodes dont les avantages ne manqueront pas, nous l'espérons, de vous intéresser. 3-Le contrôle actif avec prise en compte du couplage sol-structure. La réalisation de ces trois études a exigé l'élaboration et la validation d'un code de calcul par la méthode des élements finis tridimensionnels, intégrant le concept de sous-structurationIt is now a reality that in the vasteness of the civil engineering discipline, the engenier has to contend with a multiplicity of constraints. This generally relates to economics, confortability, reliability and security. Although these setbacks seem simple to enumerate, their strict application and a quick glance at the availible literature is enough to give a good idea of the complexity of the problem. To arrive at satisfactory solutions a colossal effort has been made by researchers on the field even though sometimes to the detriment of simplicity. A good number of concepts have been proposed amongst which the theorie of active control is now gaining much ground as an efficient control tool. It is thus interesting for adoption and adding a new constraint (soil-structure coupling) becomes important. Three studies would thus be undertaken to better identify the relevant problems called into play:1-structural active control to highlight its efficiency,2-the dynamic response of a foundation in a semi infinite medium (soil). Two new methods shall be proposed and validated. 3-active control taking into account soil-structure couplings. The realisation of these three studies necessitated the elaboration and validation of a calculation code based on the three dimensional finite element method, integrating the concept of sub-structuration
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Huang, Tianli. „Multi-modal propagation through finite elements applied for the control of smart structures“. Phd thesis, Ecole Centrale de Lyon, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00946214.
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Le sujet de thèse concerne l'analyse de la propagation des ondes dans les structures complexes et leurs exploitations pour le contrôle semiactif et le contrôle de santé de structures intelligentes. Les structures composites munies de patches piézoélectriques sont la cible principale des investigations. Les patches piézoélectriques sont disposés avec une périodicité. Des travaux précédents ont montré l'intérêt de ce type de configuration pour l'amortissement actif de modes de structures en basses fréquences. L'objectif principal de cette thèse est l'extension de ces constatations dans une bande de fréquences plus large : basses et moyennes fréquences. La maîtrise des paramètres de propagation et de diffusion des ondes est la finalité recherchée. Dans ce cadre, les travaux proposés se baseront sur une technique particulière développée au sein de l'équipe Dynamique des Systèmes et des Structures: la technique WFE (Wave Finite Element), Ondes par éléments finis. Cette approche, construite à l'aide d'un modèle éléments finis d'une cellule représentative de l'essentiel des paramètres de propagation et de diffusion des ondes dans les structures. Elle a été validée sur des cas simples de structures, principalement isotrope monodimensionnel. La modélisation dans ce cas des sandwichs plaques composites munies de couches piézoélectriques sera opérée. Des simulations numériques poussées seront effectuées afin de cerner le cadre d'application de la WFE pour ce type de structures. Des optimisations pourront être réalisées avec ces outils numériques afin d'obtenir des paramètres géométriques et électriques optimaux dans la conception des structures intelligentes. Les travaux de cette thèse sont intégrés dans le projet CALIOP en collaborant avec le laboratoire de Mécanique Appliquée R.Chaléat de l'Institut FEMTOSTet G.W. Woodruff School of Mechanical Engineering de Georgia Institute of Technology.
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Wang, Peng. „Active vibration control in a specific zone of smart structures“. Thesis, Lyon, 2019. http://www.theses.fr/2019LYSEC007/document.
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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_∞ avec un critère H_∞ particulièrement proposé est appliquée. Ce critère H_∞ 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_∞ obtenu est une solution standard du problème H_∞. Le contrôleur final est obtenu en simplifiant ce contrôleur H_∞ 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 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 rechercheThis research aims at solving a particular vibration control problem of smart structures. We aim at reducing the vibration in a specific zone of the smart structure under the disturbance that covers a wide frequency band. Moreover, at this specific zone, neither actuation nor sensing is possible.Here we face several main challenges. First, we need to control the vibration of a specific zone of the structure while we only have access to measurements at other zones. Second, the wide bandwidth of the disturbance implies that numerous modes should be controlled at the same time which requires the use of multiple actuators and sensors. This leads to a MIMO controller which is difficult to obtain using classical controller design methods. Third, the so-called spillover problem must be avoided which is to guarantee the closed-loop stability when the model-based controller is applied on the actual setup. To tackle these challenges, we investigate two control strategies: the centralized control and the distributed control.For centralized control, we propose a methodology that allows us to obtain a simple MIMO controller that accomplishes these challenges. First, several modeling and identification techniques are applied to obtain an accurate low-order model of the smart structure. Then, an H_∞ control based synthesis method with a particularly proposed H_∞ criterion is applied. This H_∞ criterion integrates multiple control objectives, including the main challenges. In particular, the spillover problem is transformed into a robust stability problem and will be guaranteed using this criterion. The obtained H_∞ controller is a standard solution of the H_∞ problem. The final controller is obtained by further simplifying this H_∞ controller without losing the closed-loop stability and degrading the performance. This methodology is validated on a beam structure with piezoelectric transducers and the central zone is where the vibration should be reduced. The effectiveness of the obtained controller is validated by simulations and experiments.For distributed control, we consider the same beam structure and the same control objectives. There exist methods aiming at designing distributed controllers of spatially interconnected system. This research proposes a FEM based method, combined with several model reduction techniques, that allows to spatially discretize the beam structure and deduce the state-space models of interconnected subsystems. The design of distributed controllers will not be tackled in this research
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Abdusalam, Mohamed Muftah. „Structures et stratégies de commande des filtres actifs parallèle et hybride avec validations expérimentales“. Thesis, Nancy 1, 2008. http://www.theses.fr/2008NAN10016/document.
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Ce manuscrit est consacré à la dépollution des réseaux électriques par les filtres actifs. Dans un premier temps, le filtre actif parallèle triphasé trois fils à structure tension y est étudié théoriquement, par simulation, puis expérimentalement. Une nouvelle stratégie de commande, basée sur la méthode des puissances instantanées et mettant en œuvre des « filtres multi-variables » est étudiée. Trois types de contrôleurs de courant sont envisagés : hystérésis classique, hystérésis modulée et MLI. L’hystérésis modulée est retenue car elle garantit simultanément la robustesse du système et une fréquence de commutation fixe. Un banc expérimental a permis de conforter les résultats obtenus par simulation. Ensuite, le filtre hybride parallèle (FHP) triphasé et l’optimisation de sa commande ont été examinés. L’objectif majeur est d’améliorer les performances de filtrage tout en s’attachant à minimiser la complexité de la commande. Le filtre hybride étudié est constitué d’un filtre actif triphasé à structure tension connecté en série avec un filtre triphasé passif de type LC, accordé sur l’harmonique 7. Nous avons proposé une première modification (commande dite « simplifiée ») de la commande classique dans le référentiel lié au synchronisme en introduisant des « filtres multi-variables » au lieu des filtres d’extraction classiques des deux boucles de contrôle, dites « feedback » et « feedforward ». Cette modification nous a permis de réduire considérablement la complexité de l’algorithme de commande (suppression de la PLL de la boucle « feedforward ») tout en améliorant les performances du filtrage. Ensuite, la PLL de la boucle « feedback » a également été supprimée. Ces optimisations ont conduit à des résultats de simulation très satisfaisants en terme de THD. Une nouvelle commande du filtre hybride à trois bras a également été proposée. La boucle feedforward est alors divisée en deux boucles. La première est destinée à supprimer l’harmonique 5 et l’autre l’harmonique 7 alors que le filtre passif est alors accordé sur l’harmonique 11. Les résultats de simulation obtenus sont très satisfaisants. Pour conclure cette étude théorique, nous avons étudié une nouvelle topologie de filtre hybride basée sur un onduleur triphasé à deux bras avec un condensateur à point milieu. Un flot de conception et d’implantation sur cible FPGA de commandes numériques de systèmes de puissance a été appliqué au cas de la commande dite « simplifiée » du FHP. Chaque étape a été détaillée et validée soit par simulation en mode continu ou en mode discret, soit expérimentalement lors de la programmation finale d’un composant FPGA de type Stratix II de la famille Altera, intégrant l’ensemble de la commande numérique du FHPIn this thesis, and with the aim to improve the power quality, we have theoretically and experimentally studied two types of filtering, the shunt active power filter and hybrid, passive and active power filter. The modelling and simulation of a parallel active filter with three types of current controllers (MLI, classical hysteresis and modulated hysteresis) are first studied. The behavior of the active filter under transient conditions is also presented. Then, we have experimentally validated the simulation results obtained for the modulated hysteresis. The test bench consists of a parallel active filter, a non-linear load, a digital control system DSPACE (DS1104) and an analog card. Next, we studied by modelling and simulation the hybrid filter. For both cases, the use of multi-variable filter improves the filtering performances. An experimental prototype called "FPGA in the Loop" has been implemented to validate digital control of hybrid filter. In addition, a comparison between the two filters has been realised in order to find the best way to reduce network harmonic currents
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Guitel, Robin. „Développement d'une sonde et d'une méthode expérimentale pour la génération d'ondes guidées pures dans les structures aéronautiques“. Mémoire, Université de Sherbrooke, 2015. http://hdl.handle.net/11143/7978.
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Les essais non destructifs (non destructive testing : NDT) et la surveillance de l'état des
structures (Structural Health Monitoring : SHM) sont des approches visant à détecter
l'apparition de défauts dans les structures aéronautiques. Une nouvelle approche pour
ces inspections a vu le jour ces dernières années et consiste à utiliser des ondes guidées (guided wave : GW) et à observer leur interaction avec un défaut pour le détecter, le localiser et le caractériser. Cependant, l'interaction entre les différents modes qui composent l'onde propagée et les défauts peut être très complexe, car elle dépend de nombreux paramètres. Afin de caractériser l'influence de ces paramètres sur les ondes propagées, il peut être nécessaire d'effectuer un très grand nombre de mesures sur une grande variété de structures. Ainsi, il est intéressant de développer un transducteur facilement manipulable permettant la génération d'ondes guidées pures a n d'aider à l'analyse des mesures. Dans ce mémoire, un transducteur piézoélectrique mobile co-localisé est présenté pour la génération de GW dans les structures minces. Le transducteur a été conçu pour mieux caractériser le comportement des ondes dans les structures aérospatiales complexes, indépendamment de l'actionneur. À cet effet, deux transducteurs piézocéramiques minces rectangulaires identiques (PZT) ont été montés dans un système de serrage magnétique permettant ainsi la génération d'ondes guidées symétriques et antisymétriques dans la structure. Deux paires d'aimants viennent colocaliser les deux PZTs de part et d'autre de la plaque et garantissent un effort constant tout au long de la mesure entre la structure étudiée et les PZTs. La directivité de la pince est favorisée par la forme rectangulaire des PZTs, permettant ainsi la génération d'ondes planes et ainsi d'éviter la dispersion spatiale de l'énergie comme dans le cas de PZTs circulaires. La performance de la pince est évaluée par des mesures des fonctions de transfert entre la tension appliquée au PZT et la vitesse mesurée suivant les trois axes directionnels réalisées sur une grille linéaire de points. Ces mesures permettent l'extraction des caractéristiques des modes propagés en utilisant les transformées de Fourier spatiales. L'ensemble des mesures des vitesses dans le plan et hors plan est réalisé en utilisant un vibromètre laser 3-D à effet Doppler (LDV) et permet de valider le bon fonctionnement de la pince.
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Abdusalam, Mohamed Muftah. „Structures et stratégies de commande des filtres actifs parallèle et hybride avec validations expérimentales“. Electronic Thesis or Diss., Nancy 1, 2008. http://www.theses.fr/2008NAN10016.
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Ce manuscrit est consacré à la dépollution des réseaux électriques par les filtres actifs. Dans un premier temps, le filtre actif parallèle triphasé trois fils à structure tension y est étudié théoriquement, par simulation, puis expérimentalement. Une nouvelle stratégie de commande, basée sur la méthode des puissances instantanées et mettant en œuvre des « filtres multi-variables » est étudiée. Trois types de contrôleurs de courant sont envisagés : hystérésis classique, hystérésis modulée et MLI. L’hystérésis modulée est retenue car elle garantit simultanément la robustesse du système et une fréquence de commutation fixe. Un banc expérimental a permis de conforter les résultats obtenus par simulation. Ensuite, le filtre hybride parallèle (FHP) triphasé et l’optimisation de sa commande ont été examinés. L’objectif majeur est d’améliorer les performances de filtrage tout en s’attachant à minimiser la complexité de la commande. Le filtre hybride étudié est constitué d’un filtre actif triphasé à structure tension connecté en série avec un filtre triphasé passif de type LC, accordé sur l’harmonique 7. Nous avons proposé une première modification (commande dite « simplifiée ») de la commande classique dans le référentiel lié au synchronisme en introduisant des « filtres multi-variables » au lieu des filtres d’extraction classiques des deux boucles de contrôle, dites « feedback » et « feedforward ». Cette modification nous a permis de réduire considérablement la complexité de l’algorithme de commande (suppression de la PLL de la boucle « feedforward ») tout en améliorant les performances du filtrage. Ensuite, la PLL de la boucle « feedback » a également été supprimée. Ces optimisations ont conduit à des résultats de simulation très satisfaisants en terme de THD. Une nouvelle commande du filtre hybride à trois bras a également été proposée. La boucle feedforward est alors divisée en deux boucles. La première est destinée à supprimer l’harmonique 5 et l’autre l’harmonique 7 alors que le filtre passif est alors accordé sur l’harmonique 11. Les résultats de simulation obtenus sont très satisfaisants. Pour conclure cette étude théorique, nous avons étudié une nouvelle topologie de filtre hybride basée sur un onduleur triphasé à deux bras avec un condensateur à point milieu. Un flot de conception et d’implantation sur cible FPGA de commandes numériques de systèmes de puissance a été appliqué au cas de la commande dite « simplifiée » du FHP. Chaque étape a été détaillée et validée soit par simulation en mode continu ou en mode discret, soit expérimentalement lors de la programmation finale d’un composant FPGA de type Stratix II de la famille Altera, intégrant l’ensemble de la commande numérique du FHPIn this thesis, and with the aim to improve the power quality, we have theoretically and experimentally studied two types of filtering, the shunt active power filter and hybrid, passive and active power filter. The modelling and simulation of a parallel active filter with three types of current controllers (MLI, classical hysteresis and modulated hysteresis) are first studied. The behavior of the active filter under transient conditions is also presented. Then, we have experimentally validated the simulation results obtained for the modulated hysteresis. The test bench consists of a parallel active filter, a non-linear load, a digital control system DSPACE (DS1104) and an analog card. Next, we studied by modelling and simulation the hybrid filter. For both cases, the use of multi-variable filter improves the filtering performances. An experimental prototype called "FPGA in the Loop" has been implemented to validate digital control of hybrid filter. In addition, a comparison between the two filters has been realised in order to find the best way to reduce network harmonic currents
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Noblanc, Olivier. „Structures et propriétés électromécaniques de céramiques de Pb (Mg 1/3 Mb 2/3) O3-PbTiO3 : application au contrôle actif de vibrations“. Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1994. http://www.theses.fr/1994ECAP0380.
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Des solutions solides de composition (1-x) Pb (Mg1/3Nb2/3) O3 - x PbTiO3 avec 0. 1 x 0. 4 ont été préparées par une méthode classique de synthèse et frittées entre 1150 et 1260 C°. Une étude structurale et l'étude des caractéristiques diélectriques et électromécaniques ont été menées en parallèle. Pour l'étude structurale, les céramiques de composition x = 0. 25, 0. 30, 0. 35 et 0. 40 sont finement broyées. Les poudres obtenues sont étudiées par diffraction des rayons x en fonction de la température à l'aide d'un goniomètre à haute résolution angulaire. Nous avons mis en évidence deux structures polaires de symétrie rhomboédrique et tetragonale. Elles coexistent dans un intervalle de température plus ou moins étendu pour les compositions x = 0. 30, 0. 35 et 0. 40. Les paramètres de mailles des différentes phases polaires et des phases cubiques sont déterminés en fonction de la température. Pour les compositions x = 0. 25 et 0. 35, un affinement des diagrammes de diffraction des rayons x et des neutrons par la méthode de Rietveld à plusieurs températures a permis de préciser la position des atomes dans la maille pérovskite ainsi que leur agitation thermique. Pour les phases polaires nous avons montré que la polarisation résulte presque exclusivement du déplacement du réseau d'oxygène par rapport au réseau du plomb. Les caractéristiques diélectriques et ferroélectriques des céramiques évoluent avec la composition. D’un comportement caractéristique d'un relaxeur (x = 0. 10) les solutions solides présentent des propriétés qui se rapprochent de celle d'un ferroélectrique conventionnel quand la quantité de PbTiO3 augmente. Néanmoins certaines différences continuent à exister et nous ont permis de conclure que les nanorégions polaires caractéristiques des relaxeurs continuent à exister dans les solutions solides de PMN/PT même si celles-ci transitent en phase polaire. Les caractéristiques électromécaniques (constantes piézoélectriques et constantes d'électrostriction) ont été mesurées. La composition x = 0. 35 présente notamment un coefficient piézoélectrique d#3#3 = 580. 10#-#1#2 m/v. A partir des valeurs des constantes d'électrostriction, des constantes diélectriques mesurées sur des céramiques et des déformations spontanées mesurées sur des poudres nous avons calculé les propriétés intrinsèques des matériaux en utilisant des modèles de type Voigt et Reuss ou Bruggeman. Le calcul de la polarisation spontanée montre qu'elle ne peut résulter de la seule contribution de la matrice polaire ce qui confirme quantitativement l'existence des nanorégions polaires dans une matrice elle même polaire. Un démonstrateur de contrôle actif de vibrations a été réalise en utilisant un actionneur de composition x = 0. 35. Il montre que l'on peut amplifier ou réduire les vibrations d'une structure en jouant sur le déphasage du signal électrique entre le capteur et l'actionneur piézoélectrique
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Leleu, Sylvaine. „Amortissement actif des vibrations d'une structure flexible de type plaque à l'aide de transducteurs piézoélectriques“. Cachan, Ecole normale supérieure, 2002. http://www.theses.fr/2002DENS0010.
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Cette thèse porte sur l'amortissement actif des vibrations des structures flexibles planes homogènes. L'objectif fixé à moyen terme concerne la réduction des vibrations subies par les cartes électroniques au sein de dispositifs embarqués. Dans la première partie, outre une introduction générale sur la piézoélectricité et sur la modélisation des structures flexibles, est présentée une expérience de contrôle actif sur une poutre simplement encastrée. Les principales problématiques du contrôle actif sont décrites successivement: lamodélisation, l'optimisation du placement d'actionneurs et de capteurs, et enfin la synthèse d'une loi de commande. Dans la seconde partie, on aborde la modélisation d'une structure flexible de type plaque rectangulaire. Une approche analytique basée sur une décomposition en fonctions de Ritz est présentée, puis sont développés un modèle analytique de capteur piézoélectrique et un modèle analytique d'actionneur piézoélectrique, en deux dimensions. Le modèle analytique est ensuite comparé à un modèle obtenu par éléments finis. On montre comment obtenir un modèle d'état à partir des deux types d'approche. Ces deux modèles sont ensuite confrontés à l'identification d'un dispositif expérimental. Dans la troisième partie, des méthodes de placement optimal de capteurs et d'actionneurs en vue du contrôle actif sont exposées, basées sur des considérations énergétiques. Un degré de commandabilité(calculé à partir du gramien de commandabilité) et un degré d'observabilité (déterminé par le gramien d'observabilité) y sont proposés. Enfin, dans la quatrième partie, après un panorama des techniques de commande existantes, est présentée une synthèse de type H. , robuste vis à vis des dynamiques négligées.
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Formosa, Fabien. „Contribution à l'amélioration de la modélisation de structures légères en vue de leur contrôle actif /“. Cachan : Laboratoire de mécanique et technologie, 2002. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb39010661p.
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