SYSTEMES ASSERVIS AVANCES

Le cours détaille les motivations, en montrant les limites de la modélisation LTI pour représenter des systèmes réels. Les leviers majeurs de design de commande adaptative et predictive sont discutés et illustrés sur les méthodes de séquencement de gain, MRAC et commande predictive classique (coût quadratique et contraintes linéaires). Le cours est ponctué d'exercices qui permettent de préparer le BE, qui porte sur la commande d'un système non-linéaire MIMO (cette année un ensemble de bacs interconnectés).

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Ce cours étudie la conception de lois de commande pour véhicules aéronautiques.

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• Matrices de transformation homogène de repère 3D pour robot mobile ou manipulateur
• Modèles cinématiques et Dynamiques pour la commande
• Structures de commande classiques, dynamiques et hybrides Position-Force
• BE: mise en oeuvre des blocs de modélisation et de commande sous Matlab-Simulink

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• Format: Le thème d'étude et de recherche (TER) "Commande Avancée" est tout d'abord un TER. Dans ce cadre une problématique ouverte, à laquelle il n'y a pas de réponse unique, est posée. Afin de développer les capacités des étudiants à concevoir une démarche de façon méthodique pour répondre à cette problématique, l'enseignement se déroule en mode semi-encadré. Ceci permet d'offrir l'opportunité aux étudiants d'explorer différentes pistes en autonomie. 
• Thématique: La problématique à résoudre vise à la conception d'une loi de commande permettant de réaliser l'asservissement en position d'un système électromécanique de type translateur (système ayant pour but de déplacer des charges comme on peut le retrouver dans différents secteurs industriels). Cette conception met en œuvre une démarche globale qui, à partir d’un cahier des charges donné, commence par la modélisation du système à contrôler. A partir de ce modèle, des premiers correcteurs classiques sont alors développés en simulation, puis leur capacité à répondre au cahier des charges est quantifiée et analysée. Des correcteurs plus avancés sont alors conçus et étudiés afin d'évaluer s'ils permettent d'apporter une meilleure réponse au cahier des charges. Parmi les différents correcteurs analysés, un choix est à faire quant à celui qui sera ensuite discrétisé pour une implémentation temps-réel sur le dispositif réel. La validation expérimentale sur le translateur est l'étape finale qui permet de faire des derniers ajustements des correcteurs vis à vis des performances requises à atteindre.

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Une première partie du cours est dévolue à la présentation de concepts généraux de commande issus de l'automatique linéaire, non-linéaire, et échantillonnée ainsi que quelques grands principes pour la conversion de l'énergie (Contrôle vectoriel des machines électriques et MLI vectorielle pour les onduleurs triphasés). Ensuite les étudiants répartis en groupe (binôme ou trinôme) choisissent un sujet parmi une liste et le traite en simulation via MATLAB-SIMULINK. Le déroulement comporte une phase de modélisation et de simulation de l'objet à piloter puis une phase de conception de la loi de commande répondant au cahier des charges. Afin les étudiants doivent tester et évaluer les performances obtenues. A l'issue des séances, chaque groupe rédige un compte-rendu témoignant des démarches opérées et des résultats obtenus.
Liste des sujets proposés :

·         Redresseur MLI Triphasé, Commande sur les axes abc + Régulateur de tension et PLL

·         Filtre actif Monophasé avec boucle à MLI, Régulateur RST pour les courants et approche globale pour les références harmoniques.

·         Filtre actif Triphasé avec boucle MLI, Régulateur RST pour les courants et approche globale pour les références harmoniques

·         Redresseur Monophasé avec boucle MLI, Régulateur RST pour les courants et la tension + PLL

·         Machine synchrone à aimants à pôles lisses, Contrôle vectoriel et Contrôle en cascade pour la vitesse et la position.

·         Machine synchrone à aimants à pôles lisses, Contrôle scalaire et retour d’état pour la vitesse et la position.

·         Machine asynchrone triphasé, Contrôle vectoriel direct et Contrôle la vitesse et observateur de flux.

·         Machine asynchrone triphasé, Contrôle vectoriel indirect et Contrôle cascade vitesse et position.

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