Synthèse d'un contrôleur par inversion dynamique avec estimation de modèle pour un avion de ligne

Résumé

Un système de pilotage automatisé d’un avion de ligne est composé de plusieurs modes. Certains agissent en tant que boucle intermédiaire dans le schéma de contrôle. Les avionneurs nécessitent typiquement une multitude de lois de commande distinctes pour couvrir la plage opérationnelle, et chacune d’entre elles est valide uniquement à proximité de la condition de vol pour laquelle elle a été calculée. À l’aide de l’inversion dynamique, la synthèse d’un seul contrôleur permet d’atteindre un niveau de performance adéquat pour l’ensemble de l’enveloppe opérationnelle. Dans ce mémoire, l’intérêt est centré sur les axes de contrôle intermédiaire qui sont généralement actifs en tout temps avec l’activation du pilote automatique, soit la commande de l’angle de tangage et de roulis, le suivi de la vitesse, l’amortissement de lacet et la coordination de virage. L’objectif est la validation d'un contrôleur d’inversion dynamique avec une modélisation approximative permettant d’atteindre des caractéristiques de manoeuvrabilité couramment utilisées dans l’industrie. Une économie de coût et de temps sera alors réalisée, de même que la simplification de la synthèse des lois de commande pour un avion de ligne. Une modélisation du Boeing 747 créée dans le cadre de ce projet permet un ajustement en ligne des lois de commande développées, facilitant la résolution de problème. Et puis, une intégration sur le logiciel de simulation FlightSIM, dédié à la recherche scientifique, assure une reproductibilité pour la performance du contrôleur. Des procédures d’essais ont été développées pour récolter des paramètres liés à une analyse temporelle de la réponse lors de simulation. L’évaluation globale permet de conclure que le contrôleur rencontre un niveau adéquat de qualités de vol sur l’ensemble de l’enveloppe opérationnelle. Les résultats pour la réponse longitudinale ont présenté une performance supérieure à la réponse latérale. Lors de l’analyse, la différence observée semble provenir de l’ajout de la dynamique des actionneurs. En l’incluant dans la dérivation, la loi de commande génère une correction pour la déflexion de gouverne, au lieu de simplement calculer un angle fixe et précis à partir de la modélisation. Avec cette méthode, la dynamique observée se rapproche davantage de celle predetermine avec les pôles du contrôleur, et l’erreur en régime permanent est minimisée.

Date	11 juin 2018
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Ouassima Akhrif (Directeur(-trice)) & Franck Cazaurang (Codirecteur(-trice))