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HABILITATION A DIRIGER DES RECHERCHES Commande robuste des systèmes ﬂexibles :

HABILITATION A DIRIGER DES RECHERCHES Commande robuste des systèmes ﬂexibles : synthèse des travaux de recherche Daniel Alazard SUPAERO 10 av. Edouard Belin 31055 Toulouse Université : Paul Sabatier Spécialité : Automatique Directeur de Recherche : Jacques Bernussou HDR soutenue le 21 février 2003 devant le jury : H. Abou-Kandil (ENS Cachan, RAPPORTEUR) P. Apkarian (UPS, Toulouse), B. Bergeon (Université Bordeaux-1, RAPPORTEUR), J. Bernussou (CNRS/LAAS, Toulouse), J. P. Chrétien (ONERA/DCSD, Toulouse), L. Dugard (LAG, Grenoble, RAPPORTEUR), M. Lacabanne (Airbus, Toulouse). PAGE SANS TEXTE Remerciements Les travaux présentés dans ce document ont été eﬀectués au département Com- mande des Systèmes et Dynamique du vol du Centre d’Etudes et de Recherches de Toulouse. Je remercie chaleureusement tout le personnel de cette équipe pour son sou- tien et la qualité de l’environnement de travail qu’il a su créer au sein de l’ONERA. Étant donné qu’une partie importante de ces travaux concerne la commande active des structures ﬂexibles, je remercie plus particulièrement Jean-Pierre Chrétien qui a animé ce thème de recherche au département depuis de nombreuses années et m’a donc permis de développer des compétences sur ce sujet très formateur. Je remercie également les membres du jury : MM. Hisham Abou Kandil, Benoît Bergeon et Luc Dugard qui ont accepté de rapporter sur mon manuscript, M. Jacques Bernussou qui a présidé ce jury et MM. Pierre Apkarian, Michel Lacabanne et Jean-Pierre Chrétien qui ont accepté d’évaluer ces travaux. Enﬁn, je remercie tous les (ex-)étudiants, et plus particulièrement Béatrice Ma- delaine, Matthieu Jeanneau, Paulo Pellanda et Olivier Voinot, dont les travaux m’ont permis d’avancer dans ce projet de recherche et de prétendre à l’habili- tation à diriger des recherches. 3 PAGE SANS TEXTE Table des matières 1 Curriculum Vitae 7 2 Activités d’enseignement 11 2.1 Programme d’enseignement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2.2 Cours . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2.3 Séminaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 3 Mémoires et diplômes dirigés 15 3.1 Thèses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 3.2 Stages de D.E.A. et projets de ﬁn d’études . . . . . . . . . . . . . . . . 16 4 Travaux et publications 19 4.1 Ouvrage collectif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 4.2 Supports de cours (polycopiés) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 4.3 Revues à comité de lecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 4.4 Texte de Vulgarisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 4.5 Congrès . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 4.6 Communications sur invitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 4.7 Rapports de contrats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 5 Synthèse des travaux 25 5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 5.2 Les systèmes ﬂexibles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 5.2.1 Les diﬀérents systèmes étudiés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 5.2.2 Modélisation, réduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 5.3 Apport des techniques modernes de commande robuste . . . . . . . . . 32 5.3.1 Analyse critique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 5.3.2 Recherche de liens entre les diﬀérentes approches . . . . . . . . 39 5.3.3 La désensibilisation plutôt que la robustesse . . . . . . . . . . . 47 5.4 Conclusions et perspectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 5.5 Références . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 6 Copie de 5 publications 51 5 PAGE SANS TEXTE Chapitre 1 Curriculum Vitae Daniel ALAZARD Né le 08 octobre 1963 à Tarbes (Hautes Pyrénées), marié, 1 enfant. Coordonnées personnelles : Bât. D, 13 chemin de Nicol 31200 Toulouse Tél : 05.61.11.87.75 Coordonnées professionnelles : SUPAERO 10 av. E. Belin 31055 Toulouse Tél : 05.62.17.80.94 Mail : alazard@supaero.fr Web : http://www.supaero.fr/page-perso/autom/alazard/ Formation 1987 Spécialisation «Automatique Avancée et Systèmes» de l’École Nationale Supérieure de Aéronautique et de l’Espace. D.E.A. Automatique (mention très bien). 1986 Ingénieur de l’École Nationale Supérieure des Arts et Métiers (médaille d’or). Option : «Électronique, Électrotechnique et Automatique». Expériences professionnelles 2000 → Professeur d’Automatique à SUPAERO 1997-2000 Responsable de l’unité de recherches CDIN (CommanDe et INtégration) à l’ONERA/DCSD (Dpt Commande des Systèmes et Dynamique du vol). 1989-2000 Ingénieur de recherches à l’ONERA/DCSD. 1987-1989 Professeur d’Automatique au Lycée du Premier Mai à Brazzaville (Congo) dans le cadre du service national eﬀectué au titre de la coopération. 7 ACTIVITÉS DE RECHERCHES ET D’ÉTUDES CONTRACTUELLES Commande des structures ﬂexibles • Développement de méthodologies et implantation en milieu industriel (logiciel TABASCO 1). • Réduction de modèles / construction de modèles. • Validations expérimentales (SECAFLEX 2, CAT 3, MIMOSA 4) • Nombreuses applications dans les domaines spatial et aéronautique. Commande robuste • Méthodologie d’utilisation de la forme standard. • Propriétés structurelles de la forme standard. • Synthèse LQG paramétriquement robuste. • Implantation et interpolation des correcteurs H∞sous forme observateur et retour d’état. • Développement d’une boîte à outils interne au DCSD. Modélisation des systèmes poly-articulés ﬂexibles • Eﬀet des conditions aux limites dans la modélisation par éléments ﬁnis. • Modélisation à partir de super-éléments. • Modélisation et compensation de non-linéarités sévères (frottement sec) • Conception et dimensionnement de supports expérimentaux. • Diverses applications en robotique spatiale externe. L’activité d’enseignement présentée dans le chapitre 2 est directement liée aux études et recherches menées à l’ONERA/DCSD. Ces liens étroits sont volontairement entretenus pour garantir un enseignement en constante adaptation aux besoins indus- triels et aux évolutions des techniques. COORDINATION, ANIMATION, COOPÉRATION, ... • Responsable de l’unité de recherches CDIN «CommanDe et INtégration» regrou- pant une quinzaine d’ingénieurs du DCSD (1997-2000) : animation scientiﬁque, planiﬁcation des activités, évaluation du personnel, ... • Président (de 1999 à 2000) du comité scientiﬁque du pôle CNES/ONERA PI- ROLA sur la commande robuste appliquée au pilotage des lanceurs. Ce co- mité réuni le CNES, EADS/LV et divers laboratoires de recherches nationaux 1TABASCO : Toolbox Appliquée aux Besoins de l’Avion Souple et sa COmmande 2SECAFLEX : Support Expérimental pour le Commande Active des structures FLEXibles. 3CAT : Contrôle d’Attitude de Télescope (maquette expérimentale développée par le CNES). 4MIMOSA : Matériaux Intelligents Mis en Œuvre pour les Systèmes Actifs. 8 (CNRS/LAAS, Supélec et l’ONERA/DCSD). Le lancement de ce pôle a consisté à recueillir les propositions des diﬀérents partenaires et déﬁnir un programme de travail sur la durée du pôle (3 ans). • Responsable académique des Mastères spécialisés de SUPAERO et plus particu- lièrement du Mastère Commande et Systèmes Embarqués. • Membre de l’IFAC Aerospace technical Committee. • Activité de «review» pour les conférences internationales d’Automatique (confé- rences IFAC, Conference on Decision and Control, Amercican Control Confe- rence, Conférence Internationale uploads/Ingenierie_Lourd/ 888-alazard-1970.pdf