Nonlinear and adaptive control algorithms for electrohydraulic active suspension systems

Résumé

Cette thèse propose de nouvelles stratégies de commande pour les systèmes de suspension active dans le domaine automobile. Les systèmes de modélisation de la suspension active électrohydraulique des voitures sont caractérisés par plusieurs phénomènes, tels que la dynamique non linéaire, les incertitudes paramétriques et les non-linéarités incertaines. Par conséquent, des lois de commande ont été développées dans cette thèse pour une suspension active électrohydraulique de quart de voiture SISO, une suspension active électrohydraulique de quart de voiture restreinte SISO et une suspension active électrohydraulique filtrée pour voiture complète MIMO. La première stratégie de commande de cette thèse se concentre sur le confort des passagers pour un système de suspension active représentant le quarte de voiture. Le système dynamique de la suspension active de quart de voiture est connu par l'incertitude du modèle non apparié. Par conséquent, l'entrée de commande ne peut pas complètement annuler les incertitudes du système. Ainsi, un système de commande backstepping a été appliqué pour résoudre ce problème. Cependant, la régression du système de commande backstepping est fastidieuse et difficile à déterminer. Ainsi, le système de réseau neuronal à fonction de base radiale a été appliqué pour représenter des fonctions compliquées. Par conséquent, un système de commande backstepping adaptative du réseau neuronal a été développé pour la rétroaction semi-stricte SISO d'un système de suspension active électrohydraulique d'un quart de voiture. La deuxième stratégie de commande proposée aborde le compromis entre le confort des passagers, la tenue de route, les limites de débattement de la suspension et les oscillations de débattement de la suspension pour une suspension active électrohydraulique quart de voiture. Même si la première stratégie de commande indiquait une compensation de position de masse suspendue élevée, elle présentait les pires oscillations de tenue de route et de course de suspension. Par conséquent, nous avons conçu un nouveau système de modèle pour aborder explicitement la tenue de route, qui a été appelée un système de pneu d'atterrissage dynamique. Nous avons également considéré des limites de course de suspension non symétriques au lieu de celles de la plupart des études précédentes. En conséquence, un filtre de commande non linéaire a été développé pour suivre les restrictions de suspension. Ainsi, la deuxième stratégie de commande proposée était le filtre de commande non linéaire combiné avec le système de commande adaptative des réseaux de neurones, qui peut parfaitement gérer les restrictions de suspension, les non-linéarités dynamiques et les incertitudes du système. La troisième stratégie de commande a été développée pour les systèmes de suspension active des voitures complètes. Bien que la deuxième stratégie de commande ait démontré avec succès l'efficacité de la commande, elle a été conçue pour une suspension active d'un quart de voiture. De plus, la plupart des études précédentes sur les systèmes de commande de suspension active des voitures complètes ne portaient pas clairement sur la tenue de route et la robustesse des commandes. Par conséquent, le troisième système de commande a été développé pour le système de suspension active électrohydraulique MIMO non linéaire de voiture complète en présence à la fois d'une perturbation de la route raide et de perturbations aérodynamiques externes. Le troisième système de commande se compose du système de backstepping adaptative des réseaux neuronaux et de quatre filtres de commande non linéaires. Un système de dynamique zéro a également été appliqué pour garantir la stabilité du système. Les résultats de la simulation montrent que les systèmes de commande proposés atteignent avec succès les objectifs de commande. La première stratégie de commande peut offrir un excellent confort de conduite pour une suspension active en quart de voiture. La deuxième loi de commande proposée permet de gérer puissamment le compromis entre confort des passagers, tenue de route et débattement de la suspension pour une suspension active en quart de voiture. Enfin, la troisième stratégie de commande peut atteindre les performances optimales de suspension en améliorant le confort des passagers, en maintenant la tenue de route, en évitant d'atteindre les limites de débattement de la suspension, en réduisant les oscillations de débattement de la suspension et en surmontant les non-linéarités dynamiques et les incertitudes du système pour une suspension active de voiture complète.

Date	5 août 2021
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Jean-Pierre Kenné (Directeur(-trice)) & Honorine Angue Mintsa (Codirecteur(-trice))