Download or read book POSITIONNEMENT OPTIMAL D ACTIONNEURS ET DE CAPTEURS EN CONTROLE ACTIF DES VIBRATIONS DE STRUCTURE APPLICATION A DES POUTRES EQUIPEES D ELEMENTS PIEZO ELECTRIQUES written by Isabelle Bruant and published by . This book was released on 1999 with total page 252 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: CETTE ETUDE EST RELATIVE AU CONTROLE ACTIF DES VIBRATIONS DE STRUCTURES FORMEES DE POUTRES A L'AIDE DE CAPTEURS ET D'ACTIONNEURS PIEZO-ELECTRIQUES. AFIN DE MODELISER LE COUPLAGE ELECTROMECANIQUE PRENANT EN COMPTE L'HETEROGENEITE DE LA STRUCTURE AU NIVEAU DES ACTIONNEURS ET DES CAPTEURS, LES EQUATIONS DU MOUVEMENT ET DE COMPORTEMENT D'UNE POUTRE COMPOSITE FORMEE DE N COUCHES PIEZO-ELECTRIQUES SONT DEVELOPPEES. A PARTIR DE CES RESULTATS, UN ELEMENT FINI DE POUTRE PIEZO-ELECTRIQUE EST PROPOSE. UNE ETUDE DYNAMIQUE MODALE DE LA STRUCTURE CONSIDEREE CONDUIT A UNE REPRESENTATION D'ETAT. A L'AIDE DES OUTILS DE L'AUTOMATIQUE, UN BOUCLAGE PAR RETOUR D'ETAT EST MIS EN PLACE. DIFFERENTS TESTS NUMERIQUES SONT PRESENTES DANS LE CAS D'UNE POUTRE, PUIS D'UN PORTIQUE. DANS LE BUT D'AMELIORER L'EFFICACITE DU CONTROLE ACTIF, ON PROPOSE UNE STRATEGIE D'OPTIMISATION DE LA POSITION DES ACTIONNEURS ET DES CAPTEURS AU SEIN DE LA STRUCTURE. LE ROLE DES ACTIONNEURS ETANT D'AMORTIR LE PLUS RAPIDEMENT POSSIBLE LES VIBRATIONS, ON CHOISIT DE MINIMISER L'ENERGIE MECANIQUE PAR RAPPORT A LA POSITION DES ACTIONNEURS. LES CAPTEURS DEVANT INFORMER LE MIEUX POSSIBLE LE SYSTEME DE COMMANDE DU MOUVEMENT DE LA STRUCTURE, LEURS POSITIONS DOIVENT MAXIMISER L'ENERGIE DE SORTIE. POUR RESOUDRE CES DEUX PROBLEMES D'OPTIMISATION, DEUX APPROCHES SONT ENVISAGEES : L'UNE CONTINUE, L'AUTRE DISCRETE. LES RESULTATS PRESENTES SONT RELATIFS AU CAS DE LA POUTRE ET DU PORTIQUE.

Download or read book Contr le actif par composants pi zo lectriques de structures souples en grands d placements written by Stéphane Bochard and published by . This book was released on 2002 with total page 213 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Lorsque les structures vibrantes sont soumises à de grands déplacements, leur comportement dynamique peut être fortement non linéaire et présente un couplage vibrations/grands déplacements. Une commande linéaire et une stratégie de contrôles indépendants ne sont pas plus adaptés. L'étude développée traite du contrôle non linéaire de structures bi-articulées. Une modélisation fine est réalisée. Elle lie les éléments finis, où le couplage déformations/champ électrique est pris en compte, et les grands déplacements. Le contrôle est réalisé par des actionneurs électromécaniques et piézo-électriques. La stratégie de contrôle MIMO développée consiste à pondérer à chaque instant la commande de contrôleurs fonctionnant en parallèle, calculés pour des points de fonctionnement traversés au cours du mouvement. La commande multivariable est obtenue en pondérant par interpolation les commandes linéaires quadratiques de chaque contrôleur optimisé, en fonction des grands déplacements. Les simulations de la première application : une structure bi-articulée rigide, ont montré que le contrôle non-linéaire est bien plus efficace qu'un contrôle linéaire, l'utilisation des couples moteurs étant meilleure. La seconde application du contrôle non linéaire proposé concerne une structure bi-articulée flexible. Dans un premier temps, une poutre instrumentée d'un actionneur piézo-électrique bimorphe et de deux capteurs piézo-électriques est réalisée. Le modèle associé est recalé de façon optimisée. Les contrôles de la poutre encastrée, puis articulée sur un motoréducteur sont performants. Les résultats issus des simulations et de l'expérimentation sont en bon accord. Le contrôle non linéaire de structure bi-articulée flexible modélisée par deux modes de corps rigides et cinq flexibles est simulé. Il s'avére robuste en stabilité et performance. Grâce à ce type de contrôle, la dynamique globale est maintenue quasi-constante au cours du mouvement, malgré l'évolution de la géométrie de la structure

Download or read book Optimisation des actuateurs et capteurs pi zo lectriques dans le cadre du contr le actif vibroacoustique par utilisation de m thodes l ments finis l ments finis de fronti re written by Stéphane Dedieu and published by . This book was released on 1997 with total page 214 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail vise à développer des algorithmes d'optimisation de la position d'actuateurs et de capteurs piézo-électriques ("piézos") pour le contrôle actif du bruit rayonné par des coques minces en vibration. La démarche suivie est purement prédictive et s'appuie sur des techniques numériques couplant élément finis et éléments finis de frontière. Elle postule une connaissance parfaite de la source d'excitation. Après un rappel de la résolution de problèmes vibroacoustique par équations intégrales et discrétisation par éléments finis/éléments finis de frontière, les algorithmes d'optimisation des positions des actuateurs et capteurs sont développés et testés. Dans le cas des actuateurs, ces algorithmes minimisent l'énergie acoustique rayonnée par la structure, avec prise en compte éventuelle d'une contrainte sur l'énergie cinétique (effet "spillover"). Pour les capteurs, l'optimisation est obtenue par reconstruction de la matrice impédance modale de rayonnement de la structure. Les algorithmes proposés sont de type déterministe ou aléatoire. La stratégie d'optimisation la plus efficace s'appuie sur un algorithme génétique couplé à une étude statistique des variations de la fonction coût et à un opérateur local qui améliore sa convergence. Un modèle élément fini de l'interaction "piézo"/coque est développé. Ce modèle, qui peut s'appliquer à des plaques ou des coques, est susceptible d'être déplacé sur le maillage élément fini de la structure. La masse et la rigidité du "piézo" sont négligés lors du processus d'optimisation des positions, mais peuvent être introduits une fois celles-ci déterminées. Des exemples simples et des validations détaillent le mode d'action des actuateurs (resp. des capteurs) sur la structure qui exercent (resp. détectent), selon leur nature (matériau, orientation) des effets de membrane, de flexion ou de torsion. La simulation du contrôle actif du bruit transmis par un panneau à l'intérieur d'une cavité synthétise les techniques développées dans ce travail. Il permet de tester les algorithmes et les modèles développés et propose des interprétations et des éléments de nature à influencer la conception de systèmes de contrôlé actif : position, taille des "piézos", effet "spillover" plus important avec les "piézos" qu'avec les forces ponctuelles.

Download or read book Contr le actif de structures flexibles l aide de mat riaux piezo lectriques written by Brahim Jemai and published by . This book was released on 1999 with total page 175 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Un système mécanique donné est dépendant de son environnement au moment de son fonctionnement. Cet environnement est caractérisé par l'ensemble des sources d'excitations, les liaisons et les effets indésirables tels que les bruits et les vibrations que produit la structure. Un tel système évolue selon des lois naturelles positives et globales. Le contrôle actif a pour objectif d'agir sur ces lois et permet de conférer au système un comportement avec de meilleures performances dynamiques. Pour ce faire on intègre à la structure de base un jeu de capteurs pour mesurer son état vibratoire et un jeu d'actionneurs pour appliquer une commande générée par un contrôleur afin d'amener la structure à un état fixé auparavant. Dans ce travail, il s'agit d'étudier le contrôle actif de structures légères et flexibles à l'aide de matériaux piezoélectriques. En effet, ces structures sont abondamments utilisées en construction aéronautique. Un problème fondamental se pose lors du contrôle de telles structures : c'est le phénomène de la contamination modale (effet de Spillover) qui se manifeste sous forme d'instabilités.

Download or read book Contr le actif de poutres et de plaques l aide d un composant pi zoc ramique written by Agnès Blanguernon and published by . This book was released on 1997 with total page 217 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: CETTE ETUDE EST RELATIVE A LA MODELISATION, AU CALCUL ET AU CONTROLE ACTIF DE POUTRES ET DE PLAQUES COUPLEES AVEC UN COMPOSANT PIEZOCERAMIQUE. CE COMPOSANT, DIT PIED ACTIF, EST CONSTITUE DE L'EMPILEMENT MECANIQUE D'UN CAPTEUR PIEZOELECTRIQUE, D'UN AMORTISSEUR VISCOELASTIQUE ET D'UN ACTIONNEUR PIEZOELECTRIQUE DONT L'ALIMENTATION EST RELIEE AU SIGNAL CREE AUX BORNES DU CAPTEUR PAR UNE CONTRE-REACTION. LE MODE DE FONCTIONNEMENT DE CE COMPOSANT ETANT CELUI DE LA TRACTION-COMPRESSION, UNE MODELISATION DE TYPE POUTRE EST CHOISIE. CE MODELE EST VALIDE PAR DES RESULTATS EXPERIMENTAUX. DANS UN PREMIER TEMPS, NOUS FORMULONS UN PROBLEME DE CONTROLE DE VIBRATIONS DE FLEXION D'UNE PLAQUE COUPLEE AVEC UN PIED ACTIF DONT LA CONTRE-REACTION EST LINEAIRE A COEFFICIENTS CONSTANTS IMPOSES. LE PROBLEME EST DISCRETISE PAR UNE METHODE D'ELEMENTS FINIS QUE NOUS METTONS EN UVRE NUMERIQUEMENT. LA SOLUTION EN DEPLACEMENT AINSI OBTENUE EST VALIDEE PAR COMPARAISON AVEC UNE SOLUTION ANALYTIQUE. DANS UN SECOND TEMPS, NOUS RECHERCHONS LA CONTRE-REACTION OPTIMALE MINIMISANT L'ENERGIE TOTALE D'UNE POUTRE EQUIPEE D'UN PIED ACTIF. UTILISANT LES PRINCIPES D'AUTOMATIQUE, NOUS CONSTRUISONS UN BOUCLAGE PAR RETOUR D'ETAT QUE NOUS VALIDONS NUMERIQUEMENT. ENFIN, NOUS ETENDONS CETTE ETUDE A LA RECHERCHE DE LA POSITION OPTIMALE DU PIED LE LONG DE LA POUTRE.

Download or read book Unit s d actionneurs capteurs colocalis es duales pour le contr le actif vibratoire d centralis written by Yvonnick Brunet and published by . This book was released on 2008 with total page 128 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le contrôle actif de bruit s'oppose au contrôle passif (qui consiste en des traitements acoustiques) et a l'avantage de travailler mieux en basses fréquences contrairement au contrôle passif. Cette technique nécessite la distribution de nombreux actionneurs PZT s et de capteurs PVDF s de type piézoélectriques sur une structure de type plaque pour contrôler les vibrations. À partir des informations des capteurs, le contrôleur génère les commandes aux actionneurs. Dans le cas où le contrôleur traite toutes les mesures des capteurs pour générer les commandes aux actionneurs, alors il est de type centralisé, alors que le contrôleur décentralisé abordé dans ce mémoire consiste à avoir un contrôleur indépendant pour chaque couple de capteur-actionneur. Le contrôle décentralisé est intéressant par rapport au contrôle centralisé, car il est capable de contrôler les vibrations même si une unité ne fonctionne plus, mais a l'inconvénient d'être instable sur certaines plages de fréquences. Une condition de stabilité est d'assurer la passivité du système à contrôler, pour cela il faut la colocalisation des unités (les actionneurs à la même place des capteurs) et la dualité des variables mesurées par rapport aux variables contrôlées (le produit des variables doit être ainsi égal à une puissance (J.s -l)). La double condition de colocalisation et dualité est respectée du moment qu'une seule entité fait office d'actionneur-capteur (concept du sensoriactuator). Même en respectant la passivité clu système, certaines plages de fréquences ne peuvent pas être contrôlées en expérimental. Il faut donc connaître la fonction de transfert de la plaque entre les capteurs et les actionneurs cf trouver une matrice de contrôle capable de rendre le système stable sur toute la plage de fréquences [0-800] Hz notamment avec l'algorithme du meilleur déphasage qui consiste à faire une rotation des valeurs propres du système. Cette fonction de transfert est aussi l'admittance mécanique du système car l'actionneur est commandé par une tension U et le capteur mesure une quantité de charges q au cours du temps (ceci crée un courant I). Ce mémoire vise clone la conception d'unités actionneurs-capteurs ou sensoriactuator PZT s pour le contrôle actif décentralisé de vibration des structures planes. Le premier objectif est de faire une preuve de concept du modèle vibratoire de la plaque avec les unités capteurs-actionneurs. Le second objectif est de faire du contrôle actif décentralisé avec 7 unités actionneurs-capteurs en vis-à-vis sur une plaque. Dans le chapitre du modèle théorique, chaque unité est modélisée par un modèle électrique équivalent incluant le couplage électro-mécanique du piézoélectrique et le modèle modal de vibration de plaque. Ce modèle permet de calculer l'admittance mécanique vue par l'unité de manière théorique. Il permet aussi de concevoir l'électronique de commande du PZT et l'électronique de mesure de la déformation (amplificateur de tension ou de charge) du PVDF ou du PZT en mode capteur. À partir de ces deux montages électroniques de commande du PZT et de mesure de la déformation en amplificateur de charge, l'électronique de conditionnement du sensoriactuator en est déduit. Ces électroniques permettent aussi la formulation des admittances mécaniques estimées. Ces admittances sont comparées aux admittances simulées dans différentes configurations actionneurs capteurs: PZT-PVDF, PZT-PZT et sensoriactuator PZT. Les admittances mécaniques théorique et expérimentale dans les configurations PZT-PVDF et PZT-PZT coïncident en ajustant la phase et le gain. Par contre, dans le cas (le la configuration du sensoriactuator, il faut réajuster la valeur de la capacité dans les compensations électroniques pour obtenir (les admittances mécaniques simulées et expérimentales qui se ressemblent. Le contrôle actif est implanté en expérimental pour pouvoir contrôler toute la plage de fréquences [0-800] Hz avec les 7 unités PZT-PVDF s. Les tests de stabilités démontrent les plages de fréquences non contrôlables par la matrice de contrôle identité, par l'algorithme du gradient et par l'algorithme de Newton-Raphson. Ces algorithmes n'arrivent pas à stabiliser le système, alors que l'algorithme du meilleur déphasage permet de contrôler toute la plage de fréquences [0-800] Hz.

Download or read book Etude d une nouvelle approche pour la conception de capteurs et d actionneurs pour le contr le des syst mes flexibles written by and published by . This book was released on 2001 with total page 138 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:

Download or read book Optimisation Par Ag Des l ments Pi zo en Contr le Actif Des Plaques written by Shahram Nikoukar and published by Omniscriptum. This book was released on 2011-10 with total page 196 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Dans les ann es r centes, des progr s sensibles ont t r alis s sur les nouveaux mat riaux comme les mat riaux pi zo- lectriques en r ponse des sollicitations naturelles ou provoqu es. Utilis s comme actionneurs ou comme capteurs, ces mat riaux permettent de construire des structures intelligentes ayant des capacit s de contr le et de r actions sp cifiques certaines perturbations ext rieures. Les performances de ces syst mes d pendent fortement de la position, de la forme et du nombre des l ments actifs mis en jeu. L'optimisation du r seau des actionneurs et des capteurs est donc une tape indispensable lors de la conception de ce type de dispositifs. Dans le but de d terminer la configuration optimale des l ments pi zo- lectriques sur des structures plaques, les travaux ont conduit la d finition de nouveaux crit res d'optimisation. Les fonctions co ts pr sentent de nombreux optima locaux et globeux et les m thodes classiques ne peuvent tre donc appliqu s pour la recherche des optima globeux. Ces particularit s de la fonction objectif nous orientent vers l'utilisation d'algorithmes g n tiques. Leur utilisation dans ce cadre semble tre unevoie de recherche prometteuse.

Download or read book Contr le actif de l intensit structurale dans une poutre written by Pascal Audrain and published by . This book was released on 2001 with total page 157 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette étude porte sur la réduction des vibrations dans les structures unidimensionnelles à l'aide d'une méthode de contrôle actif. La stratégie retenue consiste à minimiser le transfert d'énergie transmis par les ondes de flexion et d'extension. Les champs vibratoires évanescents sont pris en ompte dans l'algorithme qui est développé pour le contrôle de l'intensité structurale en temps réel. Pour la réalisation de ce contrôle l'intensité doit être extraite à partir du traitement du signal en provenance de plusieurs capteurs. Dans cet objectif, une sonde intensimétrique composée de capteurs PVDF est mise en place. Ces capteurs présentent l'avantage de s'intégrer à la structure. Undéveloppement en ondes est utilisé pour décrire les champs de déplacement et ainsi calculer le transfert d'énergie dans la structure. Un schéma de contrôle actif optimal de cette grandeur énergétique est formulé. Les simulations numériques permettent d'évaluer les performances théoriques de cette stratégie. La validation expérimentale de cette approche est réalisée à partir d'une poutre libre-libre et d'une structure plus complexe constituée d'une poutre et d'une plaque. Un algorithme des moindres carrés moyens à référence filtrée est modifié dans le but de minimiser l'intensité structurale instantanée associée aux ondes de flexion et d'extension. Mais une restriction provient de la nature même de l'intensité qui n'est pas une erreur quadratique définie positive en général. L'approche est donc limitée à des géométries pour les quelles les transferts d'énergie générés par la perturbation et les sources de contrôle ont le même signe au niveau du capteur d'erreur. Pour la mesure et le contrôle de l'intensité structurale, un schéma de différences finies utilisant des capteurs PVDF de déformation est présenté et validé expérimentalement. Les résultats obtenus montrent que cette stratégie peut être envisagée dans le cadre d'un contrôle actif du transfert vibratoire.

Download or read book Etude de la compl mentarit d actionneurs pour la commande active des structures flexibles written by and published by . This book was released on 1996 with total page 366 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La commande active des structures flexibles est la compensation des vibrations mécaniques à l'aide d'actionnaues qui peuvent être à forte ou à faible autorité, En fonction de la nature du dispositif envisagé. On étudie ici la complémentarité des deux types d'actionneurs, que l'on réunit au sein d'un même dispositif: un manipulateur flexible à un degré de liberté, piloté par un moteur électrique, dont le bras souple est une poutre treillis activable par intégration de translateurs piezo-électriques. La mise au point de ce support passe par les phases de modélisation et de dimensionnement de la structure, puis par celle du positionnement optimal des actionneurs dans la poutre. Une dépendance forte entre la répartition optimale, les performances de l'actionneur à forte autorité et l'autorité des translateurs eux-mêmes est mise en évidence, et une méthode permettant d'utiliser au mieux toute l'énergie de commande disponible est proposée. L'identification du dispositif montre que l'écart entre représentation et système physique est important, et qu'une approche de commande robuste est nécessaire. A l'aide de synthèses Hinfini/MU de complexité croissante, deux aspects de la complémentarité d'actionneurs sont présentés. Le premier traite de la complémentarité au voisinage d'une position de consigne, lorsque l'action à forte autorité devient inadaptée ou perturbatrice, et ou les translateurs assurent seuls la réjection des perturbations. Le second concerne la complémentarité au cours des déplacements, lorsque les actionneurs à faible et à forte autorité participent ensemble à la commande des fléxibilités. Il est ainsi montré qu'une action répartie complémentaire, même de faible importance, permet à la fois d'améliorer la qualité de la réjection des perturbations et les performances basse fréquence du manipulateur (meilleur temps de réponse).

Download or read book Conception et mise en oeuvre d actionneurs pi zo lectriques fr quence de rotation synchronis e written by Stéphane Bocage and published by . This book was released on 1996 with total page 127 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LE PRESENT OUVRAGE EST CONSACRE A L'ETUDE ET A LA MISE EN OEUVRE DE NOUVELLES STRUCTURES DE MOTEURS PIEZO-ELECTRIQUES ASSURANT UN CONTROLE INTRINSEQUE DE POSITION OU DE VITESSE, SANS CAPTEUR EXTERNE. APRES AVOIR BRIEVEMENT EFFECTUE QUELQUES RAPPELS SUR LA CONVERSION ELECTROMECANIQUE DE L'ENERGIE PAR EFFET PIEZO-ELECTRIQUE, UN ETAT DE L'ART DU CONTROLE EN POSITION OU EN VITESSE DES ACTIONNEURS PIEZO-ELECTRIQUES EST TOUT D'ABORD DRESSE AU COURS DU CHAPITRE PREMIER. AFIN DE REPONDRE A UN CAHIER DES CHARGES EMANENT DU DOMAINE DES MOTORISATIONS CENTIMETRIQUES A VITESSE SYNCHRONISEE PAR HORLOGE EXTERNE, DEUX ARCHITECTURES PIEZOMECANIQUES INNOVANTES SONT PROPOSEES ET ETUDIEES D'UN POINT DE VUE FONCTIONNEL AU CHAPITRE DEUX. CES SOLUTIONS SONT TOUTES DEUX FONDEES SUR L'EXPLOITATION D'UN PRINCIPE D'ENTRAINEMENT PAR ONDE PROGRESSIVE. LA SOLUTION LA PLUS SATISFAISANTE EU EGARD AU CARACTERE FAIBLE COUT DE L'APPLICATION VISEE AYANT ETE SELECTIONNEE, LE CHAPITRE TROIS PRECISE LES ELEMENTS NECESSAIRES A LA CONCEPTION ET AU DIMENSIONNEMENT DES SOUS-ENSEMBLES MECANIQUES, MAGNETIQUES ET ELECTRONIQUES DE LA MAQUETTE REALISEE. LE DERNIER CHAPITRE EST ENFIN CONSACRE A L'EXPERIMENTATION ET A LA CARACTERISATION DE LA MOTORISATION DEVELOPPEE. LA CONFRONTATION DES RESULTATS EXPERIMENTAUX AVEC LES SIMULATIONS EFFECTUEES A L'ECHELLE DU SYSTEME QUE CONSTITUE L'ACTIONNEUR ASSOCIE A SON ELECTRONIQUE VALIDE PLEINEMENT LES DIFFERENTS TYPES DE MODELES UTILISES. LES PERFORMANCES OBTENUES, TANT SUR LE PLAN DES CARACTERISTIQUES COUPLE-VITESSE QUE VIS A VIS DES ASPECTS DYNAMIQUES, PERMETTENT FINALEMENT DE DEMONTRER L'INTERET DE LA SOLUTION PRECONISEE

Download or read book Conception et commande d un syst me multi actionneurs pi zo lectriques pour l assistance au forgeage par vibrations written by Thanh Hung Nguyen and published by . This book was released on 2014 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Il a été montré dans différentes études que l'application de vibrations ultrasonores durant le forgeage permettaient entre autre de réduire les efforts et d'améliorer la qualité du produit. Plus récemment, des effets similaires ont été obtenu à basse fréquence, pour des formes d'ondes plus complexes, mais nécessitant moins de puissance. En raison de leur rigidité, et compte tenu des amplitudes et des fréquences mises en jeu, les actionneurs piézoélectriques sont bien adaptés à la génération des vibrations nécessaires mais leurs efforts restent limités et l'effet de vibrations est bénéficié selon une seule direction verticale. L'objectif de cette étude est de proposer un système multi-actionneurs piézoélectriques afin d'obtenir une plus grande force totale et des vibrations complexes combinant des rotations autour des axes du plan de la matrice et des translation selon son axe vertical. Un système mécanique à trois degrés de liberté est conçu à cet effet en utilisant des guidages élastiques en raison des faibles déplacements des actionneurs qui excluent la présence de jeux. Pour uniformiser les étapes de conception, modélisation et commande du système, une approche systémique énergétique est abordée en utilisant l'outil de Représentation Énergétique Macroscopique (REM). A l'aide de règles d'inversion de la REM, une structure de commande et une stratégie de gestion d'énergie dans le système sont développées et validées expérimentalement.

Download or read book Contr le de structures written by Vincent Roberti and published by . This book was released on 1994 with total page 307 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Nous connaissons, aujourd'hui différents moyens d'atténuer la propagation des vibrations d'une structure soumise a des interactions dynamiques. Je classerai ces dispositifs en deux catégories, passifs et actifs. L’objectif d'un système passif consiste à amortir les vibrations ou encore à déplacer les fréquences de résonance. Le concept de contrôle actif quant à lui, utilise un dispositif antivibratoire connu depuis près de quarante ans bien qu'il ne fasse l'objet d'un vif intérêt que depuis quelques années. Le principe consiste à déposer des capteurs mesurant les vibrations sur la structure puis à exercer des forces ou des déplacements adaptés pour contrôler ces vibrations. Le contrôle des mouvements de la structure se réalise à l'aide d'un système doté d'actionneurs et d'une source d'énergie externe. Nous pouvons augmenter considérablement l'efficacité du contrôle et satisfaire a des objectifs très divers. Le contrôle est une idée neuve mais aussi potentiellement révolutionnaire puisqu'il fait progresser la conception des structures d'un niveau statique, passif au niveau de la dynamique et de l'adaptabilité. Le premier chapitre dévoilera les principes fondamentaux du contrôle issus d'une théorie plus vaste, celle de la minimisation. L’application au contrôle d'une structure de ces concepts doit pouvoir se réaliser en respectant les contraintes dynamiques du système contrôle. Nous examinerons donc le calcul d'une loi commande pour différents cas de contraintes. Contrôler une structure suppose également qu'elle soit commandable, c'est-a-dire que l'on puisse, par une commande, l'amener à l'objectif souhaité. Mais, le calcul d'une commande dépend aussi de l'état mesurable de la structure, autrement dit notre système devra être observable. Enfin nous nous assurerons de sa stabilité. Le deuxième chapitre s'intéressera au calcul de la loi de commande des systèmes dynamiques linéaires pour des structures libres ou soumises à des excitations (déterministes et aléatoires). Au cours de ce chapitre, nous exploiterons l'équation de Riccati et nous révélerons certaines propriétés de la matrice de Riccati. Les techniques de contrôle actif sont très performantes, mais possèdent deux inconvénients majeurs. Le premier est la quantité d'énergie nécessaire à son fonctionnement. Le second est lié au niveau d'information dont on dispose sur l'état du système. Pour chacun de ces inconvénients, il existe une alternative: le contrôle semi-actif et le contrôle sous optimal. Leur efficacité peut être maximisée par la connaissance préalable de l'excitation, nommée pré-information. Nous nous y consacrerons au troisième chapitre. Les différentes lois théoriques, citées précédemment, trouvent une application difficile dans la réalité. Les chapitres quatre a six se proposent d'adapter ces lois a deux types de systèmes. Le chapitre quatre étudiera le cas d'une suspension réaliste d'autocar. Nous analyserons, dans les chapitres cinq et six, le cas du contrôle de bâtiments et nous résoudrons les problèmes liés à la modélisation tels la flexibilité, l'interaction sol-structure ou encore l'évolution au cours du temps de certains paramètres structuraux. Nous proposerons, au dernier chapitre, certaines pistes de réflexion sur le contrôle non linéaire

Download or read book Control of Mechanical System in Smart Structures written by Roberto Paccapeli and published by . This book was released on 2011 with total page 162 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'objectif de ce travail est de développer des techniques de contrôle appliées aux structures électromécaniques, qui incluent éléments piézoéletriques utilisés comme actionneurs et capteurs. Les dispositifs faisant appel à un couplage piezoélectromécanique peuvent ameliorer les performances dynamiques des milieus et des éléments structurels et, donc, ils peuvent adapter eux-mêmes aux excitations externes. Comme la fonction de Lagrange associée au système mècanique est elle-même stable, la stratègie passive (i.e. le circuit relié aux éléments piézoélectriques est constitué de composants passifs), est adoptée pour ne requérir ni énergie, ni engendrer des instabilitées. Les études proposés sont limités au cas des petites déplacements. Les modèles mathématiques des poutres de Timoshenko-Euler-Bernoulli sont considerés avec forme curviligne et des techniques de optimisation sont utilisées pour concevoir contrôleurs électrique couplés, capables de évaluter en temps réel la qualité du prototype. Ensuite, le flux de energie pour les systèmes des poutres rectilignes des types Timoshenko et Euler-Bernoulli avec point de discontinuité est utilisé pour comprendre les transferts d'énergie et l'influence des constraints. La modélisation d'un système électromécanique innovatif est proposée et les paramètres électriques sont optimisées pour modifier les coefficients de trasmission et de reflection. À la fin de la Thèse, on étudie la transmission et le rayonnement acoustique de plaque mince par l'utilisation de une catégorie particulière de dispositifs piézoélectriques faisant appel à des shunts. Ces circuits avec des résistances électriques et accordés sur les modes de vibration dissiperant la puissance par effet Joule. La position de les patches piezoeletriques est determiné par une nouvelle "utility function", Acoustic Controllability (AC). La fonctionne AC permet de placer des patches là où la déformation est maximale pour les modes de vibration à réduire. Donc la stratégies est de accorder des shunts résonants sur les modes de vibration avec hauts valeurs de "coefficient de efficacité". Les results expérimentales obtenus par une plaque d'aluminium fixée à deux côtés extérieurs et couplée à la tension et au courant dans un circuit électrique localisé, confirment la validité de la novelle technique proposée.présenté.

Download or read book Contr le dynamique semi actif global par r injection nerg tique sous syst mes pi zo lectriques written by Thamina Loukil Kolsi and published by . This book was released on 2013 with total page 124 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Que ce soit dans le domaine industriel, dans notre vie quotidienne ou même dans la nature, les phénomènes vibratoires sont largement présents dans notre environnement. La plupart du temps, nous les appréhendons comme des conséquences indésirables, voire nuisibles, du fonctionnement de systèmes. Toutefois, une nouvelle approche tend à les considérer comme une source intéressante d'information et d'énergie. Cette dualité est le fondement du cadre de ces travaux de thèse. Ces derniers traitent en effet de la capacité à utiliser une telle source d'énergie dans une loi de contrôle des vibrations d'une structure. Ainsi, l'énergie des vibrations d'une structure mécanique peut contribuer à contrôler ou atténuer les vibrations de celle-ci. Cette approche est tout particulièrement intéressante dans l'objectif d'un contrôle dit régénératif, qui vise à se substituer au contrôle dit actif, certes très efficace et performant mais exigeant vis-à-vis des ressources en énergie. La technique de contrôle présentée dans ce travail de recherche est appelée contrôle semi-actif global des vibrations parce qu'elle gère l'énergie globale du système mécanique de manière à augmenter les réserves énergétiques dans le but de diminuer la dépendance de la loi de contrôle d'une source d'énergie externe ou même l'éliminer (loi de contrôle autonome). De cette façon, les performances obtenues peuvent se rapprocher de celle d'une loi purement active. Les besoins énergétiques sont moindres grâce aux principes de stockage et de restitution d'énergie. La technique de récupération d'énergie est ici basée sur l'utilisation de matériaux piézoélectriques. Ce choix a été fait en considération des propriétés présentées par ces matériaux en terme de couplage électromécanique, d'encombrement et de masse. La réinjection de l'énergie résultante du processus de récupération d'énergie dans la loi de contrôle proposée est étudiée pour le cas d'un plot hybride à base d'actionneurs piézoélectriques.

Download or read book Mod lisation et optimisation de dispositifs non lin aires d amortissement de structures par syst mes pi zo lectriques commut s written by Julien Ducarne and published by . This book was released on 2009 with total page 260 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Afin de réduire les vibrations d'une structure, on utilise des éléments piézoélectriques connectés à des circuits électriques passifs. L'objectif est de se rapprocher de l'efficacité du contrôle actif sans en supporter la complexité et la consommation. On considère d'abord l'association d'une résistance (qui a un effet similaire à un amortissement visqueux) et éventuellement d'une inductance (permettant de réaliser un oscillateur accordé) aux éléments piézoélectriques. Ces sytèmes ont des propriétés intéressantes, mais sont peu efficaces à moins d'un accord très précis de l'inductance. Afin d'obtenir des performances élevées sans accord précis, on étudie un circuit à commutation, qui se ferme et s'ouvre à des instants bien précis. L'effet de la charge, qui freine la structure, s'apparente à un frottement sec. En synchronisant les commutations sur les vibrations, le système est autoadaptatif et peut être autoalimenté. Les fortes non-linéarités entraînent une excitation haute fréquence de la structure qui peutrendre la synchronisation problématique. Deux modèles électromécaniques (analytique et éléments finis) réduits sont proposés, permettant de décrire la dynamique du système complet de manière précise et de mettre en valeur le couplage entre un mode de vibration et le circuit électrique. Ce couplage est déterminant pour la réduction de vibrations. Une étude de l'influence de divers paramètres permet d optimiser les éléments piézoélectriques, les circuits, et les instants de commutation. Ces résultats sont vérifiés expérimentalement. On constate un bon accord avec la théorie ; la difficulté de synchroniser correctement la commutation est aussi constatée.

Download or read book Contr les modaux actif semi adaptatif et semi actif de structures intelligentes embarqu es written by Baptiste Chomette and published by . This book was released on 2008 with total page 158 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les structures embarquées telles que les cartes électroniques embarquées, peuvent être soulises à des contraintes sévères, particulièrement en terme de niveau vibratoire, qui altèrent leur durée de vie opérationnelle. Les industriels recherchent des techniques pour augmenter la durée de vie de ces structures notamment lorsqu'elles sont complexes. En prenant comme application les cartes électroniques embarquées sur missiles MBDA, le mémoire suivant présente dans une première partie, une méthode de réduction des vibrations par contrôle actif modal pour réduire le dommage modal induit par les vibrations. Le choix de la stratégie de contrôle modal permet de minimiser l'énergie nécessaire au contrôle en la ciblant uniquement sur les modes à contrôler. La stratégie modale permet également de limiter le nombre d'actionneurs et de capteurs nécessaires. Le contrôle est réalisé par des actionneurs et capteurs piézoélectriques. La stratégie de contrôle modal a été numériquement puis expérimentalement testée sur la carte électronique dans sa configuration industrielle en termes de conditions aux limites et de niveau d'excitation. La production en grande série peut induire une dispersion sur les caractéristiques et donc sur les paramètres modaux de la structure. De plus, les conditions initiales de fonctionnement, comme les conditions aux limites, peuvent varier pendant la durée de vie de la carte électronique et ainsi modifier les performances et la stabilité du contrôle établi sur le modèle nominal. Afin d'augmenter la robustesse du contrôle modal, le mémoire suivant présente dans une deuxième partie, une stratégie de contrôle modal semi-adaptative, basée sur des algorithmes d'identification, pour prendre en compte les évolutions et/ou variations de la structure tout en garantissant des performances optimales. La stratégie semi-adaptative est ensuite testée numériquement puis expérimentalement sur la carte électronique pour une variation fréquentielle et pour une variation du couple de serrage. Enfin, dans le contexte des structures embarquées, l'énergie utilisée par le contrôle doit être minimale pour limiter la masse embarquée. La dernière partie présente ainsi une stratégie de contrôle semi-actif modal pour éliminer l'apport d'énergie opérative. Elle est appliquée numériquement, notamment sur le mode le plus endommageant en présence d'excitation aléatoire. Cette technique pourrait être utilisée pour augmenter la durée de vie moyennant des recherches complémentaires.