Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Dans le monde aéronautique, plus particulièrement depuis l'apparition des commandes de vol électriques (CDVE), la théorie de la commande modale est appliquée avec succès au réglage des lois de commande de vol. Le pilotage automatique des avions civils reste encore aujourd'hui l'application phare permettant d'illustrer ces techniques. Une application de la commande modale est présentée ici : le pilotage automatique en phase d’atterrissage. La sensibilité des lois de commande aux perturbations externes d'une part et aux variations de modèle d'autre part seront abordés.
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In the aeronautics sector, and especially since the development of the fly-by-wire technology (FBW), the theory of modal control has been successfully applied to the tuning of flight control laws. The civil aircraft autopilot still remains the leading application in order to illustrate such techniques. An application of the modal control is presented in this article: the autopilot in the landing phase. The sensitivity of command laws to external perturbances and model variations are also dealt with.
Auteur(s)
-
Jean-Marc BIANNIC : Maître de recherche à l’ONERA - Chercheur affilié au LAAS-CNRS - Professeur de rang équivalent à l’ISAE/SUPAÉRO
INTRODUCTION
Dans le monde aéronautique, plus particulièrement depuis l'apparition des commandes de vol électriques (CDVE), la théorie de la commande modale est appliquée avec succès au réglage des lois de commande de vol. Le pilotage automatique des avions civils reste encore aujourd'hui l'application phare permettant d'illustrer simplement le potentiel de ces techniques.
Après quelques rappels théoriques et détails relatifs à l'amélioration de la robustesse des lois de commande modale, nous proposons donc dans cet article une application relativement complète à un problème de pilotage automatique en phase d'atterrissage. Du point de vue de la commande, cette phase du vol est particulièrement exigeante quant à la précision requise sur les variables pilotées. La sensibilité des lois de commande aux perturbations externes (vent, turbulences atmosphériques) d'une part et aux variations de modèle (masse, centrage) d'autre part fera donc l'objet d'une attention particulière. Nous proposerons dans un premier temps une solution classique, puis diverses pistes permettant d'améliorer les premiers réglages.
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MOTS-CLÉS
placement des pôles et structures propres commande structurée robuste pilotage automatique systèmes de commandes de vol
KEYWORDS
poles and eigenstructure assignment | structured and robust control design | autopilot design | flight control systems
VERSIONS
- Version archivée 1 de déc. 1997 par André FOSSARD, Thierry JUPILLIAT
DOI (Digital Object Identifier)
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Présentation
Application au pilotage d'un avion civil
En anglais
1. Commande modale et robustesse
1.1 Préambule
La plupart des engins aéronautiques ou spatiaux (avions, missiles, fusées, satellites) admettent, sur un domaine de fonctionnement plus ou moins limité, une représentation dynamique linéaire sous la forme suivante, devenue aujourd’hui très classique en automatique :
( 1 )
Dans cette représentation LPV (linéaire à paramètres variant) généralisant la représentation d’état classique (voir pour plus de détails),
désigne le vecteur d’états du système considéré,
le vecteur de commandes,
le vecteur de mesures,
le vecteur des variables à réguler et
le vecteur des paramètres (variant éventuellement dans le temps) susceptibles de modifier les comportements statiques et dynamiques du système.
Dans cet article, nous proposons de focaliser notre attention sur la problématique du pilotage d’un avion supposé rigide – les éventuels modes souples...
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Commande modale et robustesse
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BIANNIC (J.-M.) - Commande robuste des systèmes à paramètres variables - Thèse SUPAÉRO, Toulouse (Octobre 1996).
-
(2) - BIANNIC (J.-M.), ROOS (C.), KNAUF (A.) - Design and analysis of fighter aircraft flight control laws - European Journal of Control, Vol. 12, N° 1, pp. 71-85 (Jan. 2006).
-
(3) - BOIFFIER (J.-L.) - The Dynamics of Flight, The Equations - ISBN : 978-0471942375. Wiley (August 1998).
-
(4) - CHAMPETIER (C.), MAGNI (J.-F.) - Analysis and synthesis of modal control laws - La recherche aérospatiale, N° 6, pp 17-35 (1989).
-
(5) - FARINEAU (J.) - Lateral electric flight control laws of the A320 based upon eigenstructure assignment techniques - In the proceedings of AIAA Conference on Guidance, Navigation and Control, Boston USA (August 1989).
-
(6) - GAHINET (P.), APKARIAN (P.) - Structured...
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