Modeling, analysis, and control for upset recovery : from system theory to unmanned aircraft flight ; Modélisation, analyse et commande pour la récupération d'un aéronef en situation de décrochage : de la théorie des systèmes au pilote automatique
Titel:
Modeling, analysis, and control for upset recovery : from system theory to unmanned aircraft flight ; Modélisation, analyse et commande pour la récupération d'un aéronef en situation de décrochage : de la théorie des systèmes au pilote automatique
Anmerkungen:
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Beschreibung:
Le travail effectué au cours de cette thèse tente d’apporter des solutions algorithmiques à la problématique de reprise au décrochage d’un aéronef. A travers de nombreux exemples d’application sur des modèles aérodynamiques, le lecteur pourra appréhender les concepts abstraits présentés dans cette thèse. Alors que la capacité pour un aéronef à revenir à une situation nominale après une sortie du domaine de vol est un élément clé pour les systèmes de transport aérien du futur, les recherches menées dans ce cadre sont encore peu nombreuses. Pourtant,un tel dépassement conduit généralement à une perte de contrôle (dénommée LOC-I), que l’Association du Transport Aérien International (IATA) a classé dans la catégorie des « risques les plus élevés pour l’aviation ». Dans un premier temps, nous avons montré que les modèles polynomiaux habituellement utilisés en théorie des systèmes ne représentent pas fidèlement l’aérodynamique d’un modèle d’avion sur l’ensemble de son enveloppe de vol. Nous avons donc tout d’abord montré qu’un modèle polynomial par morceaux représente avec exactitude les coefficients aérodynamiques pour les angles d’attaque faibles et élevés. Nous avons alors pu étendre à cette classe de systèmes, récentes d’étude de bifurcation et d’analyse de stabilité qui utilisent des techniques de programmation semi-définie basées sur la positivité de polynômes (SOS); nous avons notamment appliqué ces résultats au modèle d’avion de transport générique dénommé GTM. Dans le même esprit, nous avons développé un modèle pour un petit aéronef à voilure fixe basé sur des simulations numériques en mécanique des fluides (CFD). Les coefficients dynamiques n’étant pas déterminés en CFD, nous avons identifié le coefficient d’amortissement du tangage en comparant l’analyse de bifurcation et les données de vol, ce qui nous a permis d’étudier à la fois la dynamique et la stabilité du vol en cas de fort décrochage.Des résultats antérieurs ont montré que les techniques SOS étaient prometteuses pour la certification des lois de ...