Caractérisation, identification et optimisation des systèmes mécaniques complexes par mise en oeuvre de simulateurs hybrides matériels/logiciels PDF Download
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Book Description
La conception de systèmes complexes, et plus particulièrement de micro-systèmes complexes embarqués, posent des problèmes tels que l'intégration des composants, la consommation d'énergie, la fiabilité, les délais de mise sur marché, ...La conception mécatronique apparait comme étant particulièrement adaptée à ces systèmes car elle intègre intimement simulations, expérimentations, interactions entre sous-systèmes et cycles de reconception à tous les niveaux. Le produit obtenu est plus optimisé, plus performant et les délais de mise sur le marché sont réduits.Cette thèse a permis de trouver des méthodes de caractérisation, d'identification de paramètres ainsi que d'optimisation de systèmes mécatroniques actifs par la constitution de modèles numériques, de bancs d'expériences numériques, physiques et hybrides. Le cadre est bien précis : c'est celui d'un actionneur piézoélectrique amplifié, de sa commande ainsi que de la constitution générale de la boucle fermée d'un système mécatronique l'intégrant, les conclusions étant généralisables.Au cours de cette thèse, ont été introduits, avec succès, différents concepts :- Le « Signal Libre ». Un nouveau signal de commande des actionneurs piézoélectriques, basé sur les splines, maximise la vitesse de déplacement de l'actionneur et minimise sa consommation énergétique.- Deux améliorations de l'algorithme d'optimisation par essais de particules. La première introduit un arrêt de l'algorithme par la mesure du rayon de l'essaim ; le rayon limite est défini par la limite de mesurabilité des paramètres à optimiser ("Radius") ; la seconde ajoute la possibilité pour l'essaim de se transférer à une meilleure position tout en gardant sa géométrie. Ceci permet d' accélérer la convergence ("BSG-Starcraft")- L'optimisation expérimentale. Le modèle numérique étant très incertain, il est remplacé directement par le système réel dans le processus d'optimisation. Les résultats sont de qualité supérieure à ceux obtenus à partir de la simulation numérique.
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La conception de systèmes complexes, et plus particulièrement de micro-systèmes complexes embarqués, posent des problèmes tels que l'intégration des composants, la consommation d'énergie, la fiabilité, les délais de mise sur marché, ...La conception mécatronique apparait comme étant particulièrement adaptée à ces systèmes car elle intègre intimement simulations, expérimentations, interactions entre sous-systèmes et cycles de reconception à tous les niveaux. Le produit obtenu est plus optimisé, plus performant et les délais de mise sur le marché sont réduits.Cette thèse a permis de trouver des méthodes de caractérisation, d'identification de paramètres ainsi que d'optimisation de systèmes mécatroniques actifs par la constitution de modèles numériques, de bancs d'expériences numériques, physiques et hybrides. Le cadre est bien précis : c'est celui d'un actionneur piézoélectrique amplifié, de sa commande ainsi que de la constitution générale de la boucle fermée d'un système mécatronique l'intégrant, les conclusions étant généralisables.Au cours de cette thèse, ont été introduits, avec succès, différents concepts :- Le « Signal Libre ». Un nouveau signal de commande des actionneurs piézoélectriques, basé sur les splines, maximise la vitesse de déplacement de l'actionneur et minimise sa consommation énergétique.- Deux améliorations de l'algorithme d'optimisation par essais de particules. La première introduit un arrêt de l'algorithme par la mesure du rayon de l'essaim ; le rayon limite est défini par la limite de mesurabilité des paramètres à optimiser ("Radius") ; la seconde ajoute la possibilité pour l'essaim de se transférer à une meilleure position tout en gardant sa géométrie. Ceci permet d' accélérer la convergence ("BSG-Starcraft")- L'optimisation expérimentale. Le modèle numérique étant très incertain, il est remplacé directement par le système réel dans le processus d'optimisation. Les résultats sont de qualité supérieure à ceux obtenus à partir de la simulation numérique.
Author: Patrick Siarry Publisher: Springer ISBN: 3319129708 Category : Computers Languages : en Pages : 202
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This book constitutes the thoroughly refereed post-conference proceedings of the 1st International Conference on Swarm Intelligence Based Optimization, ICSIBO 2014, held in Mulhouse, France, in May 2014. The 20 full papers presented were carefully reviewed and selected from 48 submissions. Topics of interest presented and discussed in the conference focuses on the theoretical progress of swarm intelligence metaheuristics and their applications in areas such as: theoretical advances of swarm intelligence metaheuristics, combinatorial, discrete, binary, constrained, multi-objective, multi-modal, dynamic, noisy, and large-scale optimization, artificial immune systems, particle swarms, ant colony, bacterial foraging, artificial bees, fireflies algorithm, hybridization of algorithms, parallel/distributed computing, machine learning, data mining, data clustering, decision making and multi-agent systems based on swarm intelligence principles, adaptation and applications of swarm intelligence principles to real world problems in various domains.
Author: Thomas Stemmelen Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 249
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La maîtrise des processus physiques complexes nécessite l'application d'une stratégie complète de contrôle/commande. Les équipements de sécurité et d'agrément de conduite d'un véhicule automobile sont particulièrement concernés. Cette stratégie englobe la modélisation d'un système, l'analyse des moyens d'action sur un système et d'observation de son comportement, l'élaboration des lois de commande et les outils de conception. L'objectif des travaux consiste à formaliser et appliquer cette stratégie générale pour la conception de systèmes actifs de commande, en particulier une servovalve à commande directe. Cet appareil électrohydraulique est composé d'un moteur, pilotant directement le tiroir d'un distributeur, asservi électroniquement en position. Cette servovalve est un composant évolutif qui, associé à un actionneur, permet l'asservissement d'autres variables physiques. Une attention particulière a été apportée à la mise en œuvre d'un asservissement de pression, utilisé dans les principales applications automobiles telles que les systèmes de freinage ou la suspension active. Pour obtenir un appareil aussi performant, voire meilleur, que les servovalves conventionnelles à un prix considérablement réduit, il convient d'utiliser un outil d'aide à la conception. Cet outil est obtenu par l'association d'un formalisme graphique de modélisation, les Bond Graphs, et notre logiciel de simulation PROUESSE. Cet outil a permis l'analyse détaillée du fonctionnement de la servovalve et de mener efficacement l'ensemble des activités liées à sa conception. Ces activités concernent l'établissement du dossier de spécifications techniques et fonctionnelles de la servovalve, l'élaboration des correcteurs des asservissements de position et de pression, l'optimisation du rapport coût/performances. Les solutions techniques et algorithmiques, émanant de l'étude théorique et des résultats de simulation, ont été systématiquement vérifiées sur banc d'essai. De nombreux essais ont montré le très grand potentiel d'application de cette servovalve
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LES TRAVAUX EXPOSES DANS CETTE THESE ONT POUR BUT ESSENTIEL, LA REALISATION D'UNE METHODE GENERALE ET SYSTEMATIQUE POUR L'IDENTIFICATION DES PARAMETRES DYNAMIQUES DES ROBOTS ET SA CONCRETISATION EXPERIMENTALEMENT. LA METHODE ADOPTEE EST BASEE SUR L'OBSERVATION ET L'ANALYSE DES ENTREES/SORTIES DU ROBOT. POUR LA METTRE EN UVRE, UNE ETAPE PRELIMINAIRE ET NECESSAIRE NOUS A CONDUIT A DEVELOPPER LES ASPECTS THEORIQUES DE LA MODELISATION DES SYSTEMES MECANIQUES ARTICULES, EN LIAISON AVEC L'IDENTIFICATION. LE MODELE DYNAMIQUE OBTENU A ETE AUGMENTE DE LA PARTIE ACTIONNEURS. UNE ETUDE DETAILLEE DES PHENOMENES STOCHASTIQUES A ETE MENEE. NOUS AVONS MONTRE QUE L'IDENTIFICATION EST UN PROBLEME INFORMATIONNEL, DEPENDANT DU TYPE DE LA COMMANDE, DE LA CHAINE D'ACQUISITION ET DES TRAJECTOIRES UTILISEES LORS DU PROCESSUS D'IDENTIFICATION. POUR AUGMENTER LA PRECISION DES RESULTATS DE L'IDENTIFICATION (MINIMISER LE BIAIS) ET ASSURER SA ROBUSTESSE, NOUS AVONS PROPOSE LES SOLUTIONS ADEQUATES POUR CHAQUE TYPE DE PROBLEME RENCONTRE: REGROUPEMENT DES PARAMETRES REDONDANTS PAR UNE METHODE SOIT NUMERIQUE SOIT SYMBOLIQUE, BLOCAGE DES PARAMETRES MAL ECLAIRES, DEVELOPPEMENT D'UNE NOUVELLE METHODE, SIMPLE ET PROCHE DE LA REALITE INDUSTRIELLE, POUR LA RECHERCHE DES TRAJECTOIRES EXCITANTES. ENFIN, NOUS AVONS CONCRETISE NOS TRAVAUX PAR UN LOGICIEL ROBOIDE REALISANT AUTOMATIQUEMENT TOUTES LES ETAPES DE LA PROCEDURE D'IDENTIFICATION. POUR ILLUSTRER CETTE METHODE GENERALE, NOUS L'AVONS VALIDE EN SIMULATION ET EN EXPERIENCE POUR LE CAS DU ROBOT MAC DE L'ENSAM. LES RESULTATS EXPERIMENTAUX DE L'IDENTIFICATION NOUS ONT PERMIS DE MONTRER QUE L'ERREUR DE MODELISATION DES COUPLES A ETE REDUITE DE 86% PAR RAPPORT AUX COUPLES NOMINAUX
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Il est important, pour le développement rapide et à moindre coût d'un produit, de considérer différentes contraintes liées à la conception, l'assemblage/désassemblage (AlD), l'usinage, l'ergonomie, etc. L'utilisation des outils comme les systèmes de réalité virtuelle (RV) donn une nouvelle dimension en terme de développement efficace du produit. Cette thèse propose d'appliquer les technologies de RV à l'étude/optimisation des systèmes mécaniques complexes et, en particulier, à la simulation d'ND de composants flexibles. Afin de tenir compte d'un comportement complexe de ces pièces, une telle simulation est basée sur leur modélisation mécanique. Le modèle nonlinéaire de poutres flexibles est utilisé, adapté à des spécificités de la RV, étudié et intégré dans un démonstrateur de simulation. Une telle modélisation permet de générer des informations réalistes (efforts, déformations, trajectoires d'AlD, ...) et de les utiliser dans l'étude/évaluation adéquate et rapide des opérations d'AID en se basant sur la méthodologie proposée. Cette méthodologie tient compte des spécificités dues à la simulation mécanique temps réel, à la caractérisation des propriétés du matériau, aux interfaces de RV, aux problèmes des modèles CAO. Ainsi, les problèmes de stabilité numérique et de recherche rapide de solutions adéquates, la validation expérimentale, les contraintes d'interfaçage en RV, la caractérisation d'AID à travers des expérimentations physiques et numériques, etc sont considérés dans ce mémoire. De nombreux tests et exemples montrent l'intérêt de la démarche proposée vis-à-vis des besoins industriels.
Author: Gérard Dreyfus Publisher: Springer Science & Business Media ISBN: 3540288473 Category : Science Languages : en Pages : 509
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Neural networks represent a powerful data processing technique that has reached maturity and broad application. When clearly understood and appropriately used, they are a mandatory component in the toolbox of any engineer who wants make the best use of the available data, in order to build models, make predictions, mine data, recognize shapes or signals, etc. Ranging from theoretical foundations to real-life applications, this book is intended to provide engineers and researchers with clear methodologies for taking advantage of neural networks in industrial, financial or banking applications, many instances of which are presented in the book. For the benefit of readers wishing to gain deeper knowledge of the topics, the book features appendices that provide theoretical details for greater insight, and algorithmic details for efficient programming and implementation. The chapters have been written by experts and edited to present a coherent and comprehensive, yet not redundant, practically oriented introduction.
Author: Max Giordano Publisher: John Wiley & Sons ISBN: 1118587529 Category : Business & Economics Languages : en Pages : 389
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This book gives a comprehensive view of the most recent major international research in the field of tolerancing, and is an excellent resource for anyone interested in Computer Aided Tolerating. It is organized into 4 parts. Part 1 focuses on the more general problems of tolerance analysis and synthesis, for tolerancing in mechanical design and manufacturing processes. Part 2 specifically highlights the simulation of assembly with defects, and the influence of tolerances on the quality of the assembly. Part 3 deals with measurement aspects, and quality control throughout the life cycle. Different measurement technologies and methods for estimating uncertainty are considered. In Part 4, different aspects of tolerancing and their interactions are explored, from the definition of functional requirement to measurement processes in a PLM approach.
Author: Ahmed Belasri Publisher: Springer Nature ISBN: 9811554447 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 659
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This book highlights peer reviewed articles from the 1st International Conference on Renewable Energy and Energy Conversion, ICREEC 2019, held at Oran in Algeria. It presents recent advances, brings together researchers and professionals in the area and presents a platform to exchange ideas and establish opportunities for a sustainable future. Topics covered in this proceedings, but not limited to, are photovoltaic systems, bioenergy, laser and plasma technology, fluid and flow for energy, software for energy and impact of energy on the environment.
Author: Janine M. Benyus Publisher: Harper Collins ISBN: 0061958921 Category : Science Languages : en Pages : 324
Book Description
Repackaged with a new afterword, this "valuable and entertaining" (New York Times Book Review) book explores how scientists are adapting nature's best ideas to solve tough 21st century problems. Biomimicry is rapidly transforming life on earth. Biomimics study nature's most successful ideas over the past 3.5 million years, and adapt them for human use. The results are revolutionizing how materials are invented and how we compute, heal ourselves, repair the environment, and feed the world. Janine Benyus takes readers into the lab and in the field with maverick thinkers as they: discover miracle drugs by watching what chimps eat when they're sick; learn how to create by watching spiders weave fibers; harness energy by examining how a leaf converts sunlight into fuel in trillionths of a second; and many more examples. Composed of stories of vision and invention, personalities and pipe dreams, Biomimicry is must reading for anyone interested in the shape of our future.
Author: Sébastien Salmon
Author: Sébastien Salmon
Author: Patrick Siarry
Author: Thomas Stemmelen
Author: SAID.. BENHLIMA
Author: Alexei Mikchevitch
Author: Gérard Dreyfus
Author: Max Giordano
Author: Ahmed Belasri
Author: J. Belle
Author: Janine M. Benyus