Optimisation de la commande d’antennes mobiles 2 axes et 3 axes

Cette thèse porte sur l'amélioration des performances de suivi de trajectoires des antennes à 2 et 3 axes produites par Safran Data Systems, à travers l'application de la méthodologie de commande robuste CRONE multivariable. Cela implique une modélisation complète des antennes, afin d'intégrer les phénomènes mécaniques pouvant dégrader les performances de la boucle fermée, tels que le couplage et la souplesse. Les spécifications et les contraintes pour la synthèse de la commande CRONE sont ensuite définies à partir de la réponse fréquentielle du modèle calibré et de son domaine d'incertitudes.La première partie des travaux se concentre sur la modélisation des antennes à 2 et 3 axes. Les modèles géométriques de dynamiques des antennes sont développés en utilisant les outils de modélisation robotique, adaptés à un système flexible. Ensuite, les modèles sont complétés en y intégrant les phénomènes mécaniques non linéaires tels que les frottements, les jeux et l'usure. Les effets des perturbations dues au vent sur la dynamique des antennes sont ensuite étudiés. Des modèles fractionnaires des turbulences du vent, basés sur le modèle de von Kármán, sont proposés afin de concevoir un simulateur réaliste de la vitesse du vent.La deuxième partie de cette thèse est consacrée à l'optimisation des lois de commande des antennes à 2 et 3 axes. Les modèles dynamiques développés sont calibrés et validés. Leur analyse met en évidence l'existence des variations paramétriques et du couplage mécanique, notamment dans le cas d'une antenne 3 axes, ce qui prouve la nécessité d'une loi de commande robuste pour assurer un haut degré de stabilité pour tous les états paramétriques du procédé. L'étude permet également de déterminer les domaines fréquentiels des incertitudes du procédé pour la synthèse de la commande robuste, à savoir la commande CRONE, et son application aux antennes. Dans le cas d'une antenne 2 axes, le couplage reste limité, l'approche CRONE multi-SISO (régulateur décentralisé) est donc choisie afin d'inclure des effets du couplage dans les incertitudes du procédé nominal diagonal. Dans le cas d'une antenne 3 axes, le couplage est plus important, par conséquent les deux approches de la commande CRONE multivariable: multi-SISO et MIMO complet (régulateur centralisé) sont appliquées et testées. La validation de la commande CRONE est effectuée tout d'abord, au travers des essais de suivi de cibles en simulation, puis sur les antennes réelles. En comparaison avec les performances actuelles obtenues avec un régulateur PI, et notamment avec un régulateur PID, la commande CRONE fournit des résultats plus précis et plus stables pour tous les états paramétriques. Le CRONE MIMO se distingue par son efficacité contre le couplage, par rapport à la synthèse multi-SISO. Le niveau de performances obtenu lors des essais réels valide la méthodologie de commande robuste présentée dans cette thèse.