Contribution à la modélisation et à la commande de la dynamique du véhicule PDF Download
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Le travail présenté s'inscrit dans la problématique de modélisation et de commande de la dynamique d'un véhicule automobile associant études théoriques et simulations numériques. L'originalité de ce travail consiste à utiliser les énergies développées par le véhicule et la fonction de dissipation de Rayleigh pour une modélisation globale de sa dynamique. Le modèle global, ainsi obtenu, est ensuite simplifié pour faciliter la synthèse des lois de commande aussi bien avec une approche linéaire que non linéaire. La premère partie de la thèse est dédiée à la modélisation globale de la dynamique du véhicule en utilisant le formalisme complet de Lagrange. Le modèle complet obtenu est de 20 degrés de liberté. Il tient compte du comportement des différentes parties composant le véhicule. Le but de cette modélisation est de disposer d'un modèle capable de décrire et d'évaluer le comportement non linéaire du véhicule dans des différentes situations délicates. Par exemple, le freinage ou l'accélération dans un virage. La deuxième partie de la thèse a été consaccrée particulièrement au problème de la synthèse des lois de commandes stabilisantes par rétroaction et le suivi de trajectoire. Les modèles considérés sont ceux établis dans la première partie. Ces modèles sont fortement non linéaires. Les stratégies de commande ont été conçues en tenant compte de ces non linéarités et sans aucun type de linéarisation.
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Le travail présenté s'inscrit dans la problématique de modélisation et de commande de la dynamique d'un véhicule automobile associant études théoriques et simulations numériques. L'originalité de ce travail consiste à utiliser les énergies développées par le véhicule et la fonction de dissipation de Rayleigh pour une modélisation globale de sa dynamique. Le modèle global, ainsi obtenu, est ensuite simplifié pour faciliter la synthèse des lois de commande aussi bien avec une approche linéaire que non linéaire. La premère partie de la thèse est dédiée à la modélisation globale de la dynamique du véhicule en utilisant le formalisme complet de Lagrange. Le modèle complet obtenu est de 20 degrés de liberté. Il tient compte du comportement des différentes parties composant le véhicule. Le but de cette modélisation est de disposer d'un modèle capable de décrire et d'évaluer le comportement non linéaire du véhicule dans des différentes situations délicates. Par exemple, le freinage ou l'accélération dans un virage. La deuxième partie de la thèse a été consaccrée particulièrement au problème de la synthèse des lois de commandes stabilisantes par rétroaction et le suivi de trajectoire. Les modèles considérés sont ceux établis dans la première partie. Ces modèles sont fortement non linéaires. Les stratégies de commande ont été conçues en tenant compte de ces non linéarités et sans aucun type de linéarisation.
Author: Wissam El Messoussi Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 178
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La croissance de l'utilisation de l'automobile dans le monde motive la recherche dans quatre axes principaux : l'aide à la conduite, la sécurité, le confort ou encore, l'optimisation de la consommation d'énergie et la protection de l'environnement. Dans cette thèse, nous nous intéressons plus au premier et deuxième axe. En effet, l'erreur humaine est parmi les causes principales des accidents. Les véhicules automobiles possèdent de plus en plus de systèmes d'aide à la conduite (ESP, ABS, AFU, ACC, REF, ...), permettant d'assister le conducteur dans ces actions et ainsi assurer la sécurité et réduire le nombre d'accidents. La recherche dans ce domaine reste un challenge, dans les situations de conduite critiques, ces systèmes restent à optimiser. Nous proposons dans cette thèse des lois de commande robustes pour le véhicule en se basant sur l'approche de Lyapunov, les observateurs d'état et les techniques de placement de pôles. L'outil d'optimisation convexe LMI est utilisé pour résoudre les contraintes de commande. Dans le but de commander le véhicule, nous avons développé un modèle non linéaire à onze degrés de liberté. Ce modèle est ensuite approximé par un système flou de type T-S avec incertitudes paramétriques résultants des erreurs de modélisation ou des non-linéarités du véhicule (contact pneu/sol, variations brusques de la vitesse, ...). Les outils d'analyse robustes utilisés dans cette thèse visent à calculer un correcteur robuste à ces variations, qui peuvent apparaître dans le système lui-même ou au niveau des actionneurs. Dans le but de valider les résultats de modélisation obtenus en théorie et en simulation, nous avons utilisé le logiciel de simulation de la dynamique du véhicule " veDYNA ". Nous avons aussi effectué des essais dynamiques sur piste avec un véhicule équipé d'un calculateur ESP/ABS ainsi que d'une centrale inertielle. Les données mesurées sont ensuite comparées aux résultats de simulations et montrent la validité du modèle développé.
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Un des soucis majeurs des constructeurs automobiles a toujours été l'intégration de l'intelligence dans les cartes de contrôle des véhicules. Ceci dans le but d'assister le conducteur dans ses manoeuvres, augmenter son confort et améliorer sa sécurité. Ce travail est une contribution au diagnostic du comportement dynamique des véhicules automobiles par approches neuromimétiques. Le but est de détecter tout comportement dynamique anormal ou dangereux afin de prévenir rapidement le conducteur pour revenir dans une situation de conduite normale. En principe, les systèmes de sécurité doivent être rapides, leur taux de fausses alarmes et de non détection doivent être réduits. L'état de sécurité du véhicule est obtenu grâce à une estimation en ligne de certaines variables jugées cruciales tels que la réaction verticale, l'angle de lacet et le glissement de la roue. Des réseaux de neurones de type multicouches tels que le Perceptron multicouches et le réseau à fonctions radiales de base sont utilisés à cet effet. Ainsi, pour générer la abse de données essentielle pour l'apprentissage des réseaux de neurones estimateurs de modèles, on crée sur le simulateur des manoeuvres de slalom et de profil de vitesse sur des routes sèches et mouillées. On valide les résultats sur une manoeuvre de double changement de voie sous différents cas d'adhérence.
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L'objectif est de proposer un modèle du véhicule permettant de faciliter le contrôle et le diagnostic. Cette proposition est basée sur trois parties complémentaires. Modélisation: Dans cette partie, nous proposons un modèle analytique représentant la dynamique du véhicule comportant des défauts. Afin d'évaluer le degré de représentativité de ce modèle, nous le validons avec le simulateur ve-DYNA. Nous développons également un simulateur, basé sur ce modèle, sous Matlab avec GUI. Estimation et stratégie d'aide au conducteur: Dans cette partie, nous construisons un observateur global pour le véhicule permettant d'observer les états et d'identifier les paramètres qui sont inconnus ou incertains. L'identification des paramètres est réalisée en utilisant des algorithmes traitant le système continu. Une nouvelle stratégie d'aide à la conduite est alors proposée en se basant sur les paramètres identifiés. Commande: Après avoir proposé et validé le modèle dynamique du véhicule, ainsi que l'observateur, nous nous intéressons à la commande du châssis. En effet, nous proposons dans cette partie, deux techniques de commande.
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LE TRAVAIL PRESENTE DANS CETTE THESE CONCERNE L'APPLICATION DES TECHNIQUES DE L'AUTOMATIQUE AU DOMAINE AUTOMOBILE. NOUS AVONS ABORDE PLUS PARTICULIEREMENT LES PROBLEMES DE MODELISATION ET DE COMMANDE. LE TRAVAIL EST ORGANISE EN DEUX PARTIES : LA PREMIERE EST DEDIEE A UN CERTAIN NOMBRE D'ASPECTS DE MODELISATION. UNE TELLE MODELISATION PEUT ETRE EFFECTUEE EN DIFFERENTS SOUS-ENSEMBLES ET/OU REPRESENTEE PAR DES MODELES PLUS OU MOINS COMPLIQUES. LES INDICATEURS PLUS SOUVENT EMPLOYES DANS LA LITTERATURE POUR EVALUER LE COMPORTEMENT DYNAMIQUE DES VEHICULES, EN TERMES DE PERFORMANCE, TENUE DE ROUTE ET CONFORT SONT ANALYSES. LA DEUXIEME PARTIE DE LA THESE MET EN EVIDENCE QUELQUES PROBLEMES DE COMMANDE INTERESSANTS POUR AMELIORER LE COMPORTEMENT DYNAMIQUE DES VEHICULES. NOUS PRESENTONS ENSUITE, EN VUE DE L'APPLICATION AU VEHICULE, UNE METHODOLOGIE DE COMMANDE ROBUSTE ET/OU ADAPTIVE DEVELOPPEE AU LABORATOIRE D'AUTOMATIQUE DE GRENOBLE. CETTE METHODOLOGIE EST ENSUITE APPLIQUEE AU PROBLEME DE LA CONDUITE AUTOMATIQUE DE VEHICULE, OU SEUL L'ECART LATERAL, VEHICULE-TRAJECTOIRE, EST UTILISE COMME RETOUR D'INFORMATION. POUR SIMULER LE COMPORTEMENT DU VEHICULE, UN MODELE COMPLET NON LINEAIRE EST UTILISE.
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Le travail présenté dans cette thèse concerne l'application des techniques de l'automatique au domaine automobile. Nous avons abordé plus particulièrement les problèmes de modélisation et de commande. Le travail est organisé en deux parties : la première est dédiée à un certain nombre d'aspects de modélisation. Une telle modélisation peut être effectuée en différents sous-ensembles et/ou représentée par des modèles plus ou moins compliqués. Les indicateurs plus souvent employés dans la littérature pour évaluer le comportement dynamique des véhicules, en terme de performance, tenue de route et confort sont analysés. La deuxième partie de la thèse met en évidence quelques problèmes de commande intéressants pour améliorer le comportement dynamiques des véhicules. Nous présentons ensuite, en vue de l'application au véhicule, une méthodologie de commande robuste et/ou adaptative développée au laboratoire d'automatique de Grenoble. Cette méthodologie est ensuite appliquée au problème de conduite automatique de véhicule, ou seul l'écart latéral, véhicule-trajectoire, est utilisé comme retour d'information. Pour simuler le comportement du véhicule, un modèle complet non linéaire est utilisé
Author: Mohammed Chadli Publisher: John Wiley & Sons ISBN: 1118578953 Category : Science Languages : en Pages : 279
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A real-time system is a complex system which is an integral part of an industrial or experimental system, a vehicle or a construction machine. The peculiarity of these systems is that they are driven by real-time targets in distributed environments. Command-control for Real-time Systems presents the calculation of correction for industrial systems of different physical natures, their implementation on real-time target industrial systems (PLC-SCADA, embedded systems with distributed networks, Networked Control Systems) and their validation by simulation. It optimizes industrial processes by the use of automatic tools, industrial computing and communications networks and aims to successively integrate new control laws (linear, nonlinear and fuzzy controllers) so that users can leverage the power of engineering science as an automatic service process optimization while maintaining their high maintainability facilities. Contents 1. Introduction. 2. Modeling Tools, Sébastien Cabaret and Mohammed Chadli. 3. Control Tools, Mohammed Chadli and Hervé Coppier. 4. Application to Cryogenic Systems, Marco Pezzetti, Hervé Coppier and Mohammed Chadli. 5. Applications to a Thermal System and to Gas Systems, Sébastien Cabaret and Hervé Coppier. 6. Application to Vehicles, Elie Kafrouni and Mohammed Chadli. 7. Real-time Implementation, Marco Pezzetti and Hervé Coppier. About the Authors Mohamed Chadli is a senior lecturer and research supervisor at the University of Picardie Jules Verne (UPJV) in France. His main research interests lie in robust control, the diagnosis and fault tolerant control of polytopic systems and applications for automobiles. He is a senior member of the IEEE, and Vice President of the AAI Club as part of SEE-France. He is the author/co-author of 3 books, book chapters and more than 100 articles published in international journals and conferences. Hervé Coppier is a lecturing researcher at ESIEE-Amiens in France. He has collaborated with industrialists in the field of automation and industrial computing, particularly with CERN, and has spearheaded various international European projects.
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L'étude que nous présentons ici, se situe dans le cadre d'un projet lancé au sein de Valeo et qui porte sur la modélisation et la commande du confort thermique des passagers d'un habitacle automobile. Les problèmes auxquels nous nous intéressons sont décrits comme suit: -La modélisation: pour la conception des commandes avancées robustes assurants le suivi des trajectoires, il nous faut des modèles simples pour aboutir à des commandes implémentables et assez précis pour avoir une bonne estimation du confort thermique. La commande: à partir des modèles développés dans la premiere partie, concevoir des commandes garantissant le suivi des trajectoires et suffisamment robustes par rapport aux variations paramétriques. La première partie de cette thèse porte sur la modélisation du confort thermique des passagers dans l'habitacle automobile. Pour aboutir à cette estimation à partir des grandeurs mesurées, nous avons associer, à ce modèle, un modèle aéraulique et thermique de l'appareil de climatisation ainsi qu'un modèle thermique (dynamique) de l'habitacle automobile. La deuxième partie est à la fois une contribution à la commande des systèmes non linéaires soumis à des saturations des entrées et une application de l'automatique moderne pour la commande robuste du confort thermique des passagers. Dans un premier temps, nous avons développé une nouvelle méthode permettant de générer et de suivre les trajectoires des systèmes non linéaires dont les entrées sont limitées. L'idée de base est de reparametrer le temps de plannification pour répondre aux contraintes de la commande. Nous avons montré dans ce cadre que la génération de trajectoires des systèmes non linéaires sous contraintes sur les entrées est transformée en la résolution d'un système linéaire contraint. Dans un deuxième temps, nous avons développé trois types de commandes du confort thermique des passagers: la commande linéarisante entrée-état, la commande Backstepping et la commande par mode glissant. Nous avons constaté que la commande linéarisante entrée-état ne présente pas des propriétés de robustesse par rapport aux variations paramétriques. Les deux autres type de commande présentent de très bonnes propriétés de robustesses. Néanmoins, la commande à mode glissant présente l'avantage d'être plus simple et donc plus adapté pour l'implémentation en temps réel.
Author: Younès Abbassi
Author: Younès Abbassi
Author: Wissam El Messoussi
Author: Laurent Fournier
Author: Elie Accari
Author: Hassan Shraim
Author: RICARDO AMBROCIO.. RAMIREZ MENDOZA
Author: Ricardo Ambrocio Ramirez Mendoza
Author: Mohammed Chadli
Author: Atallah Benalia
Author: Ahmed Alloum