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Design of a fault-tolerant flight control system against multiple actuator failures

Traduction de l'intitulé de la thèse: Conception d'un système de controle de vol tolérant aux défauts multiples d’actionneurs
  • Azeddine Ghodbane

Thèses et mémoires: Thèse de doctoratDoctorat en génie: Génie

Résumé

Les défauts d'actionneurs sont en général brusques et de nature inconnue. Ils peuvent détériorer la dynamique des avions et même conduire à une instabilité catastrophique. Comme les systèmes conventionnels de contrôle ne sont pas fiables en présence de ces risques, depuis plusieurs années et jusqu'à tout récemment, ces défauts ont été accommodés à l'aide d’actionneurs redondants. Cependant, cette technique génère un surplus de poids et de coûts, et affecte ainsi l'espace global et la puissance. Les récentes recherches penchent sur de nouvelles méthodes analytiques, connues dans la littérature par les systèmes de contrôle tolérants aux défauts. Basés sur un processus de détection et de diagnostic en ligne et une loi de commande reconfigurable, ces systèmes sont capables de s’adapter en temps réel à ces défauts tout en gardant les systèmes avioniques légers et moins coûteux. Bien que le concept du contrôle reconfigurable reste encore en phase expérimentale et il n'y en a aucun mis en place dans les avions commerciaux, plusieurs programmes de recherche ont été créés au cours des 20 dernières années pour étudier leur potentiel. Dans cette thèse, des systèmes de contrôle tolérants aux défauts combinant la technique du mode glissant et l’approche géométrique pour la reconstruction de défaut sont développés sur la base de la théorie de stabilité de Lyapunov. L’objectif est de compenser des défauts multiples et simultanés d’actionneurs, tout en préservant la stabilité et les performances désirées. Pour valider l’efficacité et la robustesse des algorithmes proposés dans des situations de défauts, plusieurs simulations numériques dans l’environnement Matlab®/ Simulink® sont effectuées sur des modèles de haute-fidélité d’avions. Le logiciel de simulateur de vol FlightGear est utilisé pour illustrer les performances et le comportement de l'avion sur une interface utilisateur graphique.
Date9 sept. 2016
langue originaleAnglais américain
Établissement diplômant
  • École de technologie supérieure
SuperviseurMaarouf Saad (Directeur(-trice)) & Jean-François Boland (Codirecteur(-trice))

Mots-clés

  • défauts d’actionneurs
  • détection et diagnostic de défauts
  • contrôleur de vol tolérant aux défauts
  • contrôle par mode de glissant
  • reconstruction de défauts par la method géométrique
  • projecteurs multiples
  • filtre de Kalman étendu
  • La stabilité de Lyapunov

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