Dissertations / Theses: 'Modélisation mécatronique'

1

Forget, Florent. "Modélisation et contrôle d'actionneurs pour la robotique humanoïde." Thesis, Toulouse 3, 2018. http://www.theses.fr/2018TOU30342.

Full text

Abstract:

La robotique humanoïde pose des problèmes d'actionnement et de contrôle complexes tant ce domaine a des besoins spécifiques. Cela implique la conception de constructions mécatroniques avancées. Dans le cadre de cette thèse, nous nous sommes intéressé aux actionneurs de ces robots et avons porté une attention particulière aux systèmes présentant de bonnes capacités de compliance. Par compliance, on entend la faculté du système à s'adapter à son environnement en adoptant un comportement souple. Cette caractéristique est particulièrement recherchée pour les interactions homme-robot et pour rendre les contacts entre le robot et son environnement plus doux. Nous avons étudié deux systèmes en détails : le premier est un système à base de muscles artificiels pneumatiques de Mckibben et le second, un actionneur électrique à câble comportant une flexibilité. Nous avons développé et mis en oeuvre une architecture de contrôle pour la commande des deux systèmes. L'intérêt de cette architecture réside dans son caractère générique et dans son exploitation au sein d'un schéma de commande prédictive (Model predictive control). Nous avons ensuite étudié le comportement thermique d'un actionneur en vue d'exploiter le plein potentiel de ce système tout en garantissant son intégrité. Finalement, nous avons mené des développements afin d'améliorer le contrôle en couple articulaire du robot humanoïde Talos
Humanoid robotics actuation and control is complex as this field has specific needs. This involves the design of advanced mechatronic constructions. In this thesis, we focused on the humanoid robots actuation and paid particular attention to systems with good compliance capabilities. Compliance refers to the ability of the system to adapt to its environment by adopting a flexible behaviour. This feature is particularly sought after for human-robot interactions and to make contacts between the robot and its environment smoother. We studied two systems in detail : the first is a system based on Mckibben's artificial pneumatic muscles and the second is an electric cable driven actuator with flexibility. We have developed and implemented a control architecture for the control of both systems. The interest of this architecture lies in its generic nature and in its use within a model predictive control scheme. We then studied the thermal behaviour of an actuator in order to exploit the full potential of this system while ensuring its integrity. Finally, we have carried out developments to improve the joint torque control of the humanoid robot Talos

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

2

Hubert, Arnaud. "Contribution à la modélisation des systèmes mécatroniques et micro-mécatroniques." Phd thesis, Université de Franche-Comté, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00573375.

Full text

Abstract:

Ce mémoire présente une synthèse des travaux de recherche conduit par l'auteur depuis la fin de sa thèse de doctorat en 2000. Ces travaux se situent dans le cadre des sciences de l'ingénieur et s'intéressent plus particulièrement à la modélisation et à la commande des systèmes mécatroniques. En effet, les dispositifs techniques construits par l'homme étant de plus en plus complexes, leur conception requière de plus en plus de compétences et de connaissances pluridisciplinaires. De plus, le processus de conception de ces dispositifs nécessitent désormais d'importantes phases préliminaires de modélisation. Celles-ci permettent de prédire le comportement du système conçu et ainsi d'aider à sa conception, non seulement au niveau du dispositif lui même (partie matérielle) mais également au niveau de la commande qui permettra d'atteindre les performances désirées (partie logicielle). Les travaux abordés portent plus spécifiquement sur les dispositifs micro-mécatroniques, c'est-à-dire sur les systèmes de très petite taille ou de grande précision mettant en oeuvre simultanément des parties électriques, mécaniques, thermodynamiques et informatiques dans lesquelles les phénomènes de couplages multiphysiques sont prépondérants. La réduction d'échelle influe fortement sur la conception, la réalisation et le fonctionnement de ces dispositifs, c'est pourquoi elle doit être prise en compte comme une contrainte de conception à part entière. Le manuscrit s'organise autour de trois grandes problématiques scientifiques qui sont abordés successivement dans trois chapitres. Après avoir présenté quelques règles et contraintes de conception associées aux micro-systèmes, le premier chapitre présente les outils de modélisation développés pour la conception et la simulation de micro-systèmes robotiques réalisés en technologie « salle blanche ». Le deuxième chapitre s'intéresse à la modélisation et à la conception de dispositifs micro-robotiques pour des applications de micro-manipulation (fonctions de préhension, de perception et de positionnement). Enfin le troisième chapitre aborde la problématique de la miniaturisation des systèmes de positionnement à haute résolution et le remplacement des systèmes classiques par des actionneurs utilisant des matériaux actifs. Ces travaux abordent principalement les matériaux piézoélectriques et les alliages à mémoire de forme magnétique. Les différents travaux de modélisation présentés dans cette HDR ont permis de concevoir un certain nombre de dispositifs réels sur lesquels ont pu être expérimentées les stratégies de commande développées au cours de ces années de recherche. Les performances de ces dispositifs ont été évaluées et confrontées aux résultats théoriques issus de simulations sur les modèles développés et présentés dans le document.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

3

Demri, Amel. "Contribution à l'évaluation de la fiabilité d'un système mécatronique par modélisation fonctionnelle et dysfonctionnelle." Phd thesis, Université d'Angers, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00467277.

Full text

Abstract:

Cette thèse porte sur l'étude des systèmes complexes tels que les systèmes mécatroniques, en tenant compte de leur aspect dynamique, hybride, reconfigurable et multitechnologies. Le premier chapitre est consacré au contexte actuel des systèmes mécatroniques et la nécessité qu'ils soient conçus et développés de manière collaborative afin d'obtenir des systèmes sûrs de fonctionnement. La démarche systémique aide à l'étude de ces systèmes complexes. Le second chapitre expose les différentes méthodes utilisées dans l'analyse qualitative ainsi que dans l'analyse quantitative. Le choix se porte alors sur les méthodes SADT et SA-RT pour l'analyse fonctionnelle, l'AMDE et l'AEEL pour l'analyse dysfonctionnelle et sur les réseaux de Petri pour l'analyse quantitative. Le dernier chapitre expose la méthodologie proposée pour l'estimation de la fiabilité des systèmes mécatroniques ainsi que l'application de cette méthodologie sur un système ABS. Finalement, les conclusions et les perspectives de l'approche proposée sont émises.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

4

Charlot, Jean-François. "Logistique de la modélisation en conception de systèmes multi-technologiques." Bordeaux 1, 2005. http://www.theses.fr/2005BOR13118.

Full text

Abstract:

L'objectif de cette thèse est de montrer quels avantages la modélisation apporte à la gestion du cycle de vie des systèmes multi-technologies. Pour se faire, la démarche adoptée se scinde en deux parties, la partie traitant de l'adéquation des modèles aux méthodes de conception des systèmes et de la modélisation comme outil de spécification et de lutte contre l'obsolescence. La seconde partie traite quant à elle du contexte de la modélisation dans la prévention de la défaillance des systèmes multi-technologiques et se veut une application de la logistique de la modélisation comme outil du maintien en condition opérationnelle de ces sytèmes. L'analyse de l'adéquation des modèles aux méthodes de conception des systèmes multi-technologiques passe par la caractérisation des sytèmes multi-technologiques et l'exposé des méthodes de conception et de modélisation et s'intéresse aux modèles VHDL-AMS multi-technologiques fonctionnels et à l'analogie au domaine électrique pour la spécification des systèmes et la lutte contre l'obsolescence. Cette thèse présente ensuite le contexte de la modélisation comme moyen de prévention de la défaillance des systèmes et cherche à définir ce qu'est une maintenance modélisable et quels sont les avantages que l'ont peut en tirer. Enfin, cette thèse se conclut par un exemple d'application de la logitique de la modélisation au maintien en condition opérationnelle des systèmes multi-technologiques en montrant son implication pour l'amélioration continue de la qualité des programmes de maintenance, le rétablissement de la disponibilité opérationnelle et la maîtrise du coût global de possession des systèmes et de leurs équipements.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

5

Ly, Rith. "Modélisation multi-physique d'actionneurs piézoélectriques et essais d'assistance au forgeage." Thesis, Metz, 2010. http://www.theses.fr/2010METZ015S/document.

Full text

Abstract:

Le travail présenté concerne la modélisation d'actionneurs piézoélectriques utilisés comme générateur de vibrations mécaniques pour l'assistance à la mise en forme de matériaux massifs. L'actionneur multicouche est monté en mode encastré-libre et seule la direction de déplacement longitudinale est considérée dans le cadre de ces travaux de recherche. La modélisation est fondée sur l'application du principe d'Hamilton pour établir les équations du mouvement du système global. L'approche analytique utilise une décomposition modale pour résoudre les équations de fonctionnement de l'actionneur piézoélectrique. Un modèle de type fonction de transfert entrées-sorties permet l'analyse des réponses dans les domaines temporel et fréquentiel. La difficulté du modèle analytique est de recalculer toutes les données modales dés que les conditions aux limites sont modifiées. Une approche par éléments finis placés selon la direction longitudinale de l'actionneur est également développée. Par comparaison au modèle analytique, une étude de la précision de modèle par éléments finis fonction du nombre d'éléments est effectuée. Les deux modèles développés sont ensuite couplés à un modèle analytique simplifié du procédé de forgeage basé sur des lois viscoplastiques afin de modéliser l'ensemble du procédé soumis à des vibrations mécaniques. Le principal avantage de ce modèle tient en la possibilité d'analyser et d'optimiser l'ensemble actionneur-procédé.Une comparaison entre les simulations par éléments finis sous Forge2008®, le modèle de couplage et les essais expérimentaux est présentée. Lors des essais, l'actionneur piézoélectrique alimenté par un onduleur de tension commandé en modulation à largeur d'impulsion fait vibrer la matrice inférieure à des amplitudes allant de 0 à et 80 um des fréquences entre 10 et 130Hz. La comparaison des résultats expérimentaux et des simulations dans le cas d'un écrasement plan est encourageante. La modélisation du comportement du dispositif expérimental constitue un élément de base d'un futur outil de conception des dispositifs mécaniques vibrants
The work presented concerns the modelling of piezoelectric actuators used as a generator of mechanical vibrations for assistance in shaping bulk materials. The multilayer actuator is set in clamped-free mode and only the direction of longitudinal displacement is considered in the context of this research. The modelling is based on the application of Hamilton principle to establish the equations of motion of the global system. The analytic approach uses a modal composition to solve the equations of operation of the piezoelectric actuator. A transfer function of Multiple-Input Multi-Output (MIMO) systems permits the analysis of the responses in time and frequency domains. The difficulty of the analytical model is to recalculate all the modal data when the boundary conditions are changed. A finite element approach placed along the longitudinal direction of the actuator is also developed. Compared to the analytical model, a study of the accuracy of finite element model function of the number of elements is performed. The two models developed are then coupled to a simplified analytical model of the forging process based on viscoplastic laws in order to model the entire process subject to mechanical vibrations. The main advantage of this model lies in the ability to analyze and optimize the entire process actuator. A comparison between the finite element simulations under Forge2008®, the coupling model and experimental tests is presented. During testing, the piezoelectric actuator fed by Pulse Width Modulated voltage inverter vibrates the lower die at amplitudes ranging from 0 to 80 um and frequencies between 10 and 130Hz. The comparison of experimental results and simulations in the case of upsetting process is encouraging. The modelling of the behaviours of the experimental device constitutes a basic element of a future design tool of vibrating mechanical devices

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

6

Ben, messaoud Yethreb. "Modélisation analytique du couplage multi-physique magnétique-thermique dans la phase de préconception d'un système mécatronique." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLC079/document.

Full text

Abstract:

Durant la phase de conception, les différentes équipes d’ingénierie procèdent à de multiples simulations par éléments finis traitant les comportements physiques variés afin d’assurer la vérification et la validation.Cependant, les résultats insatisfaisants engendrent des changements tardifs et par conséquent de longues itérations et des coûts croissants.Pour répondre à cette problématique, il est essentiel de prendre en considération les contraintes géométriques et multi-physiques dès la phase de préconception.En effet, un processus appelé SAMOS est développé visant à sélectionner l’architecture multi-physique 3D la plus adéquate tout en garantissant une collaboration efficace entre les équipes d’ingénieurs. D’ailleurs, il est basé sur deux extensions en SysML permettant l’enrichissement de l’architecture par des informations géométriques et multi-physiques.D’autre part, cette thèse se focalise sur l’étude des contraintes magnétiques et du couplage magnétique-thermique.Comme cette phase ne supporte pas les simulations par éléments finis, les modèles analytiques basés sur des géométries simplifiées sont suffisants pour fournir des résultats approximatifs satisfaisants.Dans ce contexte, différents modèles analytiques sont étudiés et validés à travers des simulations par éléments finis et des mesures pour plusieurs cas tels que les aimants permanents en Néodyme. En fait, l’augmentation de température ne fait pas seulement diminuer la densité du flux magnétique rémanente mais il est capable de causer des pertes irréversibles. En effet, lorsqu’on revient à la température initiale, les caractéristiques de l’aimant sont modifiées. Les différents facteurs affectant le processus de démagnétisation sont examinés.De plus, l’impact de la température sur les performances d’un moteur sans balais est étudié étant donné que ce dispositif représente un système mécatronique complexe
During the design phase, the different engineering teams make multiple FE simulations dealing with various physical behaviours in order to ensure both verification and validation.However, the unsatisfactory results lead to late changes and hence to long iterations and increasing costs.In order to tackle this problem, it is essential to take into account the geometrical and multi-physical constraints in the complex system architecture since the conceptual design phase.In fact, a process called SAMOS is developed aiming at selecting the most adequate 3D multi-physical architecture while ensuring an efficient collaboration between the engineering teams. Moreover, this framework is based on two SysML extensions which allow the enrichment of the architecture with geometrical and multi-physical data.Furthermore, this thesis focuses on magnetic constraints and magnetic-thermal coupling.Since this phase does not support long FE simulations, the analytical models based on simplified geometries are sufficient to provide satisfactory approximate results.In this context, different analytical models are studied and validated through FE simulations and measures for several cases such as NdFeB permanent magnets. Indeed, the temperature rise does not only decrease the remanent flux density but is able also to cause irreversible losses. In fact, once we go back to the initial temperature, the characteristics of the magnet are modified. The different factors impacting the demagnetization process are discussed.Besides, the temperature impact on brushless motors’ performances is studied since this device represents a complex mechatronic system

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

7

Miladi, Chaabane Mariem. "Modélisation géométrique et mécanique pour les systèmes mécatroniques." Thesis, Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2014. http://www.theses.fr/2014ECAP0004/document.

Full text

Abstract:

Cette thèse se focalise sur l’application d’une approche topologique pour la modélisation des systèmes mécatroniques. Cette approche permet de dissocier la topologie et la physique afin d’avoir un modèle unifié de représentation de toute la physique d’un système mécatronique. L’approche topologique développée est codée sous le langage MGS (Modèle Général de Système). Ce langage intègre de nouveaux types de valeurs appelées les collections topologiques. Les collections topologiques permettent la représentation de l'état d'un système dynamique et elles sont manipulées par des transformations. Dans cette approche, les collections topologiques sont utilisées pour présenter la topologie du système à étudier c’est à dire la loi d’interconnexion de ses différents composants et les transformations pour spécifier la loi de comportement locale de chacune de ces composantes. Cette approche topologique est appliquée tout d’abord aux structures de barres planes et spatiales et elle est généralisée par la suite aux structures de poutres planes et spatiales. Finalement, elle est étendue à la modélisation des systèmes mécaniques plus complexes en étudiant le cas des structures piézoélectriques (stack piézoélectrique et treillis piézoélectrique) et le cas d’un réducteur simple étage à denture droite. Étant donné les bons résultats obtenus, il serait intéressant d’étendre ce travail aux systèmes mécatroniques plus complexes en intégrant l’informatique et l’automatique
This thesis focuses on the application of a topological approach for the modeling of mechatronic systems. This approach makes it possible to separate the topology and the physics in order to have a unified representation model for all the physics of mechatronic systems. The developed topological approach is coded in the MGS language (General System Model). This language includes new types of values called topological collections. Topological collections allow the representation of the state of a dynamic system and they are manipulated by transformations. In this approach, the topological collections are used to present the topology of the studied system that is to say the interconnection law of its components and transformations are used to specify the local behavior law of each of these components. First of all, this topological approach is applied to planar and space bar structures and then generalized to planar and space beam structures. Finally, it is extended to the modeling of complex mechanical systems by studying the case of piezoelectric structures (piezoelectric stack and piezoelectric truss structure) and the case of a single stage spur gear. Since this work achieved good reliable results, it would be interesting to extend this approach to more complex mechatronic systems by integrating computers and automatic

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

8

Ben, Said Amrani Nabil. "Evaluation de la fiabilité d’un système mécatronique en phase de développement." Thesis, Angers, 2019. http://www.theses.fr/2019ANGE0024.

Full text

Abstract:

L’étude de la fiabilité des systèmes mécatroniques est un axe de recherche relativement récent. Ces étudesdoivent être menées au plus tôt au cours de la phase de conception, afin de prévoir, modéliser et concevoirdes systèmes fiables, disponibles et sûrs et de réduire les coûts et le nombre de prototypes nécessaires à lavalidation d’un système. Après avoir défini les systèmes mécatroniques et les notions de sûreté de fonc-tionnement et de fiabilité, nous présentons un aperçu des approches existantes (quantitatives et qualitatives)pour la modélisation et l’évaluation de la fiabilité, et nous mettons en évidence les points d’amélioration etles pistes à développer par la suite. Les principales difficultés dans les études de fiabilité des systèmes mé-catroniques sont la combinaison multi-domaines (mécanique, électronique, informatique) et les différentsaspects fonctionnels et dysfonctionnels (hybride, dynamique, reconfigurable et interactif). Il devient néces-saire d’utiliser de nouvelles approches pour l’estimation de la fiabilité. Nous proposons une méthodologied’évaluation de la fiabilité prévisionnelle en phase de conception d’un système mécatronique, en prenanten compte les interactions multi-domaines entre les composants, à l’aide de la modélisation par Réseaux dePétri, Réseaux bayésiens et fonctions de croyance. L’évaluation de la fiabilité en phase de développementdoit être robuste, avec une confiance suffisante et prendre en compte tant les incertitudes épistémiques con-cernant les variables aléatoires d’entrée du modèle utilisé que l’incertitude sur le modèle pris en hypothèse.L’approche proposée a été appliquée à l’«actionneur intelligent» de la société Pack’Aero
Reliability analysis of mechatronic systems is one of the most dynamic fields of research. This analysismust be conducted during the design phase, in order to model and to design safe and reliable systems.After presenting some concepts of mechatronic systems and of dependability and reliability, we presentan overview of existing approaches (quantitatives and qualitatives) for the reliability assessment and wehighlight the perspectives to develop. The criticality of mechatronic systems is due, on one hand, to multi-domain combination (mechanical, electronic, software), and, on the other hand, to their different functionaland dysfunctional aspects (hybrid, dynamic, reconfigurable and interactive). Therefore, new approaches fordependability assessment should be developped. We propose a methodology for reliability assessment inthe design phase of a mechatronic system, by taking into account multi-domain interactions and by usingmodeling tools such as Petri Nets and Dynamic Bayesian Networks. Our approach also takes into accountepistemic uncertainties (uncertainties of model and of parameters) by using an evidential network adaptedto our model. Our methodology was applied to the reliability assessment of an "intelligent actuator" fromPack’Aero

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

9

Lozada, José. "Modélisation, contrôle haptique et nouvelles réalisation de claviers musicaux." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2007. http://www.theses.fr/2007EPXX0041.

Full text

Abstract:

Le piano est reconnu comme un instrument permettant une grande expressivité musicale. Cette caractéristique est due en grande partie à la finesse dans le contrôle de l’instrument que les pianistes peuvent atteindre. Le mécanisme traditionnel présente une particularité : les éléments responsables du rayonnement sonore sont découplés du pianiste au moment de la génération de la note. Donc, le pianiste ne peut pas agir sur le son au moment ou il l’entend, le contrôle de la nuance de jeu est donc fortement conditionné par le retour tactile – que nous appèlerons toucher – fourni par l’instrument. Le toucher est donc un indicateur de la qualité du clavier. La mécanique d’actionnement communique au marteau le mouvement imposé à la touche par le pianiste. Ce système dynamique complexe formé d’un ensemble de pièces en bois et feutre de laine, liées entre elles par des pivots et des contacts unilatéraux est responsable du toucher. Les pianos numériques actuels sont équipés de mécaniques d’actionnement simplifiées qui produisent un toucher pauvre par rapport à celui d’un piano à queue traditionnel (notamment dans la nuance piano). L’objectif de ce travail est de concevoir un clavier numérique contrôlé capable de reproduire de manière satisfaisante le toucher d’un piano à queue. Pour cela, nous devons dans un premier temps étudier le fonctionnement de la mécanique traditionnelle puis concevoir et contrôler une interface haptique à base de fluide magnéto-rhéologique capable d’un rendu sensoriel de mêmes caractéristiques que celui d’un piano traditionnel. Le modèle dynamique de la mécanique traditionnelle a été réalisé en tenant compte de tous les degrés de liberté du système et des comportements des liaisons pivots et des contacts unilatéraux. Un ensemble de procédures expérimentales ont permis de valider les lois de comportement utilisées dans le modèle et d’obtenir la valeur de tous les paramètres de la modélisation. Finalement, nous avons simulé numériquement le comportement du système dans le cas quasi-statique et dynamique à l’aide de Matlab/Simulink. Par ailleurs, nous avons conçu, modélisé et identifié un nouveau mode opératoire pour fluides magnéto-rhéologiques qui fût utilisé pour la conception de l’interface haptique pour claviers musicaux. L’interface haptique a été modélisée pour obtenir la loi de commande. Cette modélisation a été validée par la comparaison de la simulation numérique du modèle avec les mesures sur le système réel. Finalement nous avons mis en place une procédure de contrôle en temps réel de l’interface qui utilise un modèle virtuel (modèle dynamique de la touche traditionnelle, par exemple) et le modèle de l’interface
The traditional acoustic piano action mechanism is composed of many different parts of wood, wool felt, leather, metal, and steel-springs. These parts form a multi-degree-of freedom system that transmits energy from the player to the hammer. In return, the action mechanism generates a specific tactile rendering that is felt by the pianist during playing. The haptic feedback is essential for a precise control of timing and loudness. The action mechanisms used in numerical pianos are much simpler and therefore provide a poor haptic feedback. In the last few years, many developments have been carried out by keyboard manufacturers in order to improve the feeling of touch of their products. Most of these systems are not actively controlled and are based on simplified models of the dynamical behaviour of traditional pianos. According to users, improvements are still required in terms of size, performance and realism of the device. Active systems capable of reproducing the dynamics of traditional piano have been developed as laboratory prototypes and commercial products. They are based on simplified models or pre-recorded dynamics that do not satisfactorily match the dynamical behaviour of the traditional piano key. Moreover, the size of these systems often based on electromagnetic actuators is not suitable for an industrial keyboard implementation. The resistant force provided by the traditional piano action mechanism varies from 0. 5 N (the minimum force that initiates key motion), to 15 N (at fortissimo nuance). Extensive measurements of the kinematics of a grand piano action mechanism indicate that the duration of the key motion varies from 20 to 250 ms depending on the nuance whereas the key velocity varies from 0. 1 m. S−1 to 0. 6 m. S−1. The main objective of this research work is to develop a novel digital keyboard capable of reproducing the behaviour of a grand piano action mechanism. It is composed of two main parts. First, the dynamics of traditional piano is studied, then the design and the control of a novel haptic interface based on magneto-rheological fluids are presented. The dynamic model of the traditional piano action mechanism presented in this thesis takes into account the six degrees of freedom of the system under the hypothesis of rigid bodies. It is completed by the contacts and rotational links elementary models. A set of experimental procedures is used to identify the parameters of the model. Finally, a numerical simulation using Matlab/Simulink is presented. The modelling and the identification of an original operation mode for MR fluids is presented and used for the design of the haptic interface for musical keyboards. An analytical model of the interface key is built and used to develop the control law. The mechatronic model is numerically simulated and compared to the real behaviour of the interface. Finally a real time control loop coupled to a virtual model is used to command the interface (for instance the dynamical model of the traditional piano)

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

10

Naud, Olivier. "Modélisation hybride pour la supervision de systèmes mécatroniques : application à la stabilité en pente de machines mobiles." Toulouse, INSA, 2003. http://www.theses.fr/2003ISAT0003.

Full text

Abstract:

Nous proposons une démarche d'élaboration de modèles hybrides pour la supervision d'équipements mécatroniques. Nous représentons les états qualitatifs pris par ces systèmes sous la forme d'un modèle discret de type automate fini. Nous avons élaboré une méthode de calcul de cet automate à partir d'un modèle essentiellement continu. Cette méthode s'appuie sur notre schéma dit semi-causal, qui représente la structure algébro-différentielle du modèle continu. Ce schéma utilise la sémantique causale du bond-graph qui est basée sur la dualité effort-flux. Il est annoté par des intervalles sur les variables, intervalles auxquels sont attachées des valeurs sémantiques et que nous appelons modalités. On distingue notamment les modalités structurelles, qui correspondent à des conditions limites ou des changements du modèle continu, et les modalités fonctionnelles, qui expriment les connaissances qualitatives d'usage et de surveillance. Pour valider cette approche, nous l'avons appliquée à la modélisation des bogies d'un engin forestier. Le but était de prévenir le retournement de l'engin dans les pentes. Les simulations dynamiques de l'engin forestier complet montrent que le modèle discret obtenu est représentatif de l'évolution du risque d'instabilité
We present a design approach for supervision-oriented hybrid models of mechatronic devices. We chose to express the qualitative states taken by such systems in the guise of a finite automaton. We proposed a method to build the automaton from an essentially continuous model. This method relies on our so-called half-causal graph which represents the algebraic and differential complexity of the continuous model. This diagram uses the causal semantics of the bond-graph, which is based on the effort-flow duality. It is annotated with intervals on the variables. Semantic values are attached to these intervals, which we call modalities. We distinguish, in particular, structural modalities, which correspond to limit conditions or changes in the continuous model, and functionnal modalities, which provide the qualitative information on the usage and monitoring. So as to validate this approach, we applied it to the modeling of the bogies of a forest machine. The goal was to prevent the machine from overturning on slopes. Simulations of the whole machine dynamics proved that the discrete model we obtained was very representative of the changes of the instability risk

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

11

Hammadi, Moncef. "Contribution à l'intégration de la modélisation et la simulation multi-physique pour conception des systèmes mécatroniques." Phd thesis, Ecole Centrale Paris, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00711469.

Full text

Abstract:

Le verrou de l'intégration de la simulation multi-physique dans la conception des systèmes mécatroniques est lié, entre autres, aux problèmes d'interopérabilité entre les outils de simulation. Ces problèmes engendrent des difficultés pour assurer des optimisations multidisciplinaires. Dans cette thèse, nous avons développé une approche de conception intégrée permettant de franchir cet obstacle. Cette approche s'appuie sur l'utilisation d'une plateforme d'intégration permettant de coupler divers outils de modélisation et de simulation. La modélisation du comportement multi-physique des composants au niveau détaillé est assurée par les méta-modèles, également utilisés pour l'optimisation multidisciplinaire des composants du système mécatronique. Ces méta-modèles permettent aussi d'intégrer le comportement multi-physique des composants et des modules mécatroniques pour la simulation au niveau système. Cette approche a été validée avec une modélisation d'un véhicule électrique. Ainsi, le niveau conceptuel de modélisation a été effectué avec le langage de modélisation des systèmes SysML et la véri_cation d'un test de performance d'accélération a été réalisée avec le langage de modélisation Modelica. Le module de conversion de puissance électrique du véhicule avec les fils de bonding a été modélisé avec la CAO 3D et son comportement multi-physique a été vérifié avec la méthode des éléments finis. Des méta-modèles sont ainsi élaborés en utilisant les techniques de surfaces de réponse et les réseaux de neurones de fonctions à base radiale. Ces méta-modèles ont permis ensuite d'effectuer des optimisations géométriques bi-niveaux du convertisseur de puissance et des fils de bonding. Le comportement électro-thermique du convertisseur de puissance et celui thermo-mécanique des fils de bonding ont été alors intégrés au niveau système à travers les méta-modèles. Les résultats montrent la flexibilité de l'approche du point de vue échange des méta-modèles et optimisation multidisciplinaire. Cette approche permet ainsi un gain très important du temps de conception, tout en respectant la précision souhaitée.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

12

Mihalache, Alin Gabriel. "Modélisation et évaluation de la fiabilité des systèmes mécatroniques : application sur système embarqué." Phd thesis, Université d'Angers, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00467950.

Full text

Abstract:

La mécatronique est définie par l'utilisation simultanée et en étroite symbiose de la mécanique, de l'électronique, de l'informatique,... pour concevoir et produire de produits toujours plus innovants. Cette approche doit s'accompagner aujourd'hui de la garantie de sûreté de fonctionnement (SdF) des systèmes conçus. Or, la fiabilité, élément déterminant de la SdF, est relativement peu maîtrisée dans le développement des systèmes mécatroniques. Nous avons développé une méthodologie globale permettant de modéliser et d'évaluer la fiabilité prévisionnelle, expérimentale et opérationnelle des systèmes mécatroniques. C'est un outil d'aide à la décision dans les différentes phases des cycles de développement et de vie du système mécatronique, en valorisant l'évaluation quantitative de la fiabilité. La fiabilité prévisionnelle est calculée à partir du modèle Réseaux de Petri Stochastiques Déterministes (RdPSD) du système mécatronique, qui prend en considération la modélisation fonctionnelle, la modélisation dysfonctionnelle (à l'aide d'une analyse AMDE, AD,...) et les recueils des données pour chaque composant. Les fiabilités expérimentale et opérationnelle sont déterminées à l'aide de la méthode d'estimation bayésienne BRM qui tient compte des données obtenues lors des essais et issues du REX. Un exemple d'application sur l'antiblocage des roues (ABS) illustre cette méthodologie globale d'estimation de la fiabilité.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

13

Gauthier, Jean-Yves. "Modélisation des Alliages à Mémoire de Forme Magnétiques pour la conversion d'énergie dans les actionneurs et leur commande." Phd thesis, Université de Franche-Comté, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00258807.

Full text

Abstract:

Dans le domaine de la méctronique, l'utilisation de matériaux actifs est en constante évolution en raison de l'arrivée de nouveaux matériaux toujours plus performants. Les Alliages à Mémoire de Forme Magnétiques (AMFMs) sont des matériaux actifs apparus relativement récemment qui peuvent se déformer de 6 à 10 % sous l'application d'un champ magnétique. Permettant un actionnement rapide avec des déformations importantes, ces alliages sont des bons candidats pour la conception de nouveaux actionneurs. Cependant, ils présentent des caractéristiques non-linéaires avec hystérésis qu'il faut prendre en compte dès la phase de conception et de développement de leur commande afin d'améliorer les performances des nouveaux systèmes. Dans cette thèse, nous proposons une modélisation des AMFMs basée sur la thermodynamique des processus irréversibles à variables internes prenant en compte les effets du champ magnétique, des contraintes mécaniques appliquées ainsi que de la température. Une modélisation dynamique non-linéaire de systèmes mettant en oeuvre des AMFMs est également développée en utilisant les formalismes de Lagrange et Hamilton. Ces modèlisations énergétiques nous permettent de proposer des nouvelles structures d'actionneurs ainsi que des nouvelles lois de commande hybrides bien adaptées au comportement dynamique hystérétique de ce type d'actionneurs. Les résultats théoriques de ces études sont validés par des réalisations de prototypes et des essais expérimentaux.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

14

Fournier, Laurent. "Contribution à la modélisation d'un véhicule automobile et de son environnement : Algorithmes d'apprentissage pour la commande électronique de boîte de vitesse automatique." Limoges, 1996. http://www.theses.fr/1996LIMO0061.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

15

Tounsi, Jihène. "Modélisation pour la simulation de la chaîne logistique globale dans un environnement de production PME mécatroniques." Phd thesis, Chambéry, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00563977.

Full text

Abstract:

Ce travail de thèse adresse une problématique industrielle qui s'articule autour de la modélisation de la chaîne logistique, composée essentiellement de groupements de PME mécatroniques, afin d'analyser les caractéristiques organisationnelles et comportementales et d'en évaluer la performance. Le développement de la solution de modélisation s'inscrit dans une démarche de raffinement itératif et d'intégration progressive de modèles. Le cadre de cette démarche constitue le fondement du processus de développement adopté « ArchMDE » basé sur l'Ingénierie Dirigée par les Modèles (IDM). Par conséquent, les travaux de cette recherche sont caractérisés par une contribution double. Dans la première contribution, il s'agit de la proposition d'un métamodèle générique de la chaîne logistique. En puisant dans la littérature nous avons proposé une méthodologie de conceptualisation incrémentale et générique qui permet la génération d'un modèle conceptuel de la structure d'une chaîne logistique ainsi que les relations entre ses différentes entités. L'application de cette démarche a donné lieu à la construction d'un métamodèle décrivant le champ d'application étudié (PME mécatroniques). La seconde contribution permet de formaliser le comportement dynamique des concepts générés lors de la première étape en adoptant le paradigme multi-agent. Ainsi, nous avons proposé une agentification du métamodèle du domaine en se basant sur l'analogie naturelle entre la chaîne logistique et le système multi-agent. Cette agentification a donné lieu à un métamodèle du domaine agentifié avec une mise en place des protocoles d'interaction visant à synchroniser et piloter la chaîne logistique. L'étude des relations et du comportement dynamique des différents concepts a permis d'aboutir à un métamodèle d'implémentation qui exprime à la fois les deux vues statique et dynamique du domaine d'application. Ce dernier artefact a fait l'objet d'une instanciation et d'une implémentation d'un cas industriel réel dans un environnement JAVA.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

16

Belhadaoui, Hicham. "Conception sûre des systèmes mécatroniques intelligents pour des applications critiques." Phd thesis, Institut National Polytechnique de Lorraine - INPL, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00601086.

Full text

Abstract:

La criticité des systèmes complexes programmables nécessite de garantir un niveau de fiabilité et de sécurité convenable. Des études de sûreté de fonctionnement doivent être menées tout au long du cycle de développement du système. Ces études permettent une meilleure maîtrise des risques et de la fiabilité. Les points faibles sont mis en évidence et permettent aux concepteurs de spécifier des stratégies de reconfiguration avant la phase de prototype réel et les tests réels. Les études de sûreté de fonctionnement doivent être menées au plus tôt dans la phase de conception, afin de réduire les coûts et le nombre de prototypes nécessaires à la validation du système. Le travail présenté dans ce mémoire de thèse a pour objectif de définir une méthodologie de conception des systèmes complexes programmables dédiés à une application mécatronique [Belhadaoui et al., 2008-a], intégrant dès les premières phases du cycle de développement [Aït-Kadi et al., 2000], les aspects sûreté de fonctionnement. L'apport d'une telle méthodologie doit permettre de faire face à un certain nombre de contraintes propres au domaine des capteurs intelligents (les exigences de cahier des charges, le respect des normes législatives en vigueur). La méthodologie développée doit permettre de :  Modéliser et simuler les comportements fonctionnels et dysfonctionnels des systèmes  Estimer la fiabilité par modélisation  Réaliser des mesures de sensibilité afin de connaître la contribution de chaque composant à la fiabilité du système  Capitaliser la connaissance sur le système au cours des différentes phases d'évaluation (prévisionnelle, expérimentale et opérationnelle) pour affiner les estimations de fiabilité Ce Travail introduit le concept d'information en sûreté de fonctionnement. Nous interprétons la défaillance de celle-ci comme étant le résultat de l'initiation et de la propagation d'informations erronées à travers l'architecture d'un capteur intelligent dédié à une application mécatronique. Cette propagation s'est accompagnée de contraintes (partage de ressources matérielles et informationnelles, modes dégradés d'information...) qui tendent à influencer fortement la crédibilité de cette information. Nous débutons sur un état de l'art pour montrer l'intérêt de l'approche flux informationnel sur un cas d'étude complexe. Ceci est lié à la présence d'une partie programmable (interaction matériel-logiciel) et évidement du système hybride (signaux mixtes analogique-numérique). Cette nouvelle approche distingue, les phénomènes d'apparition et de disparition d'erreurs (matérielles, logicielles et environnementales), ainsi que les séquences de propagation aboutissant à un mode de dysfonctionnement du système. Grâce à cette distinction nous expliquons les concepts mal traités par les méthodes conventionnelles, tels que la défaillance simultanée, la défaillance de cause commune et abordons d'une manière réaliste les problématiques des interactions matériel-logiciel et celle des signaux mixtes. Les séquences de propagation d'erreurs générées permettent à l'aide d'un modèle markovien non homogène, de quantifier d'une manière analytique les paramètres de la sûreté de fonctionnement du système (fiabilité, disponibilité, sécurité) et de positionner le capteur dans un mode de fonctionnement parmi les six que nous avons définis suivant les spécifications du cahier des charges.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

17

Al, achkar Ghida. "Modélisation électromagnétique et homogénéisation de composites tissés pour applications en compatibilité électromagnétique." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLC108/document.

Full text

Abstract:

Les matériaux composites sont largement utilisés dans l'industrie automobile comme pièces de structure. Alliant légèreté et bonnes propriétés mécaniques, ils ont remplacé les métaux classiquement adoptés dans la fabrication de moyens de transport. Toutefois, l'emploi des matériaux composites doit tenir compte de leur comportement électromagnétique. En effet, les composites à fibres conductrices, généralement moins conducteurs que les métaux, engendrent une interaction avec les ondes électromagnétiques, différente de celle introduite par les alliages métalliques. Il s'avère donc important de développer des outils de modélisation permettant de mieux appréhender le comportement électromagnétique de matériaux composites, et d'éclairer les changements qu'apportent ces matériaux sur la distribution des champs, provenant d'une multitude de sources externes, au voisinage des systèmes mécatroniques. Par ailleurs, l'étude du comportement électromagnétique de matériaux composites permet de tirer parti de leurs propriétés mécaniques attractives afin d'alléger les boîtiers de blindage en gardant un niveau d'atténuation conforme aux normes de l'industrie. Cependant, la modélisation numérique de structures composites de grande taille, telles que les boîtiers de blindage, bien que classiquement adoptée pour les structures métalliques, est rendue complexe par le fait que les composites présentent des hétérogénéités à l'échelle microscopique, et que leurs mécanismes de blindage diffèrent de ceux des conducteurs homogènes. Le calcul numérique s'avère envisageable une fois le composite remplacé par un matériau homogène ayant une réponse identique face à une sollicitation électromagnétique. Ainsi, au travers de ce travail de thèse, nous proposons une technique d'homogénéisation permettant d'estimer les propriétés électriques équivalentes que nous appliquons aux composites à fibres conductrices unidirectionnelles et tissées. Les résultats obtenus sont utilisés pour la simulation numérique d'un boîtier de blindage
Composite materials are widely used in the automotive industry as structural components. By combining lightness and robust mechanical properties, they are increasigly replacing the conventionnally used metallic alloys, for the manufacturing of vehicle parts. However, the use of composite materials is not without consequences on the electromagnetic behavior of these parts. Since carbon fiber reinforced composites are generally worse conductors of electricity than metals, they interact differently with the electromagnetic waves which surround them. It is therefore important to develop modeling tools to better understand the electromagnetic behavior of composite materials. This is to explain the changes that these materials bring to the distribution of waves, generated by a multitude of external sources, in the vicinity of mechatronic systems. On the other hand, the study of the electromagnetic behavior of composite materials makes it possible to determine the possibility of taking advantage of their attractive mechanical properties in order to further reduce the weight of electromagnetic shielding enclosures while maintaining a level of attenuation in accordance with the standards of the industry. However, numerical modeling of large composite structures, such as shielding enclosures, although conventionally adopted for metal structures, is hindered by the fact that composites exhibit heterogeneities at the microscopic scale. The numerical calculation becomes possible once the composite is replaced by a homogeneous material that exhibits an identical response to an identical electromagnetic solicitation. In this work, we present a homogenization technique, based on finite element simulation and an optimisation method, that computes an estimate of the equivalent electrical properties of unidirectional and woven fiber reinforced composites. The results are then used to simulate the shielding effectiveness of an enclosure constructed by combining composite materials and metallic alloys

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

18

Nehaoua, Lamri. "Conception et réalisation d'une plateforme mécatronique dédiée à la simulation de conduite des véhicules deux-roues motorisés." Phd thesis, Université d'Evry-Val d'Essonne, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00419371.

Full text

Abstract:

Le sujet de thèse concerne la réalisation et la caractérisation d'un simulateur dynamique de véhicule deux-roues. La thèse est organisée en plusieurs parties essentielles. D'abord, une étude bibliographique est menée pour cerner la problématique de la simulation de conduite d'une manière générale en se focalisant sur les simulateurs de point de vue conception. Dans cette partie, on a pris connaissance des différentes architectures mécaniques utilisées auparavant ainsi que les problèmes liés. Le choix de l'architecture du simulateur est guidé par les besoins nécessaires d'avoir une perception suffisante au cours de la simulation de conduite. Notre objectif est de reproduire les effets inertiels (accélération, effort,..) les plus pertinents perçus dans une conduite réelle. Le second chapitre aborde la dynamique des véhicules et compare celle des deux-roues contre les automobiles. Des adaptations pour des modèles dynamiques de moto ont été présentées pour répondre à nos besoins en termes de rendus privilégiés. Le troisième chapitre présente les aspects conception, réalisation, caractérisation et identification du simulateur de moto mis au point dans le cadre de cette thèse. Il constitue la principale contribution de ces travaux de recherche. Les deux derniers chapitres sont dédiés aux algorithmes de contrôle/commande ainsi qu'essais expérimentaux sur la plateforme. Ces tests ont été réalisés en vue de la caractérisation et la validation de performances de toute la chaîne de simulation.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

19

Kuhm, David. "Contribution à la modélisation et à l'optimisation d'accumulateurs de bandes flexibles, incluant l'étude du frottement bande/rouleau." Thesis, Mulhouse, 2011. http://www.theses.fr/2011MULH4271.

Full text

Abstract:

Cette étude se focalise principalement sur la modélisation et l’amélioration d’un accumulateur industriel de bande. Le premier chapitre présente la modélisation non-linéaire, puis la linéarisation autour d'un point de fonctionnement, d’un accumulateur industriel comportant un chariot pneumatique ou motorisé. Cette modélisation complète prend en compte les non-linéarités des différents types d’actionneurs du chariot. Les paramètres mécaniques les plus influents sur les performances de ces accumulateurs sont mis en évidence, puis les stratégies de commandes industrielles classiques sont testées sur ces accumulateurs. Le second chapitre présente l’optimisation des performances de l’accumulateur. Des améliorations de la commande sont réalisées : prise en compte de la robustesse, optimisations multi-objectifs, nouvelles structures de commandes. Ces améliorations montrent un net gain des performances concernant la tension de bande à la sortie de l'accumulateur. De nouvelles structures d’accumulateurs incluant un danseur sont proposées, améliorant fortement les performances. Une comparaison des performances des différents accumulateurs est présentée. Le dernier chapitre présente l’étude du frottement bande textile/rouleau. Le comportement au frottement de bandes textiles glissant sur un rouleau est identifié. L'évolution du coefficient de frottement est déterminée expérimentalement pour différents paramètres et types de bandes. Suite à ces mesures, un modèle de bande défilant sur un rouleau, incluant coefficient de frottement et perte d’adhérence est proposé et montre l’influence du coefficient de frottement sur la réponse du système à une variation de vitesse de bande
This study focuses mainly on modeling and optimization of industrial web accumulators. The chapter one presents the nonlinear model of an industrial accumulator including a pneumatic actuated or a motorized carriage. The nonlinear model is then linearized around a working point. This model takes into account nonlinearities of both carriage actuators. The most influent mechanical parameters on the accumulator performances are highlighted and then, classical industrial control strategies are tested on the modeled accumulators. The chapter two concerns the accumulator performances optimization. Firstly, controllers are improved by taking into account the robustness against parameter variations, by using multi-objective controllers optimization or by using new control strategies. All these improvements show drastic performances gain. New accumulator structures including a dancer roll are proposed and improve also the accumulator performances. A performances comparison of the entire presented accumulator is presented at the end of this chapter. The last chapter presents the study of the friction between textile fabric and roll. The friction behavior of a web sliding on a roll is identified. The friction coefficient evolution is experimentally determined for different experimental parameters and kind of webs. These measures have permitted to build a model of a web sliding on a roll. This model, including the friction coefficient and the adherence loss between web and roll highlights the response of the web/roll system against web velocity variation

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

20

Jallouli, Mehdi. "Méthodologie de conception d'architectures de processeur sûres de fonctionnement pour les applications mécatroniques." Thesis, Metz, 2009. http://www.theses.fr/2009METZ006S/document.

Full text

Abstract:

L'importance croissante des systèmes électroniques embarqués implique de les rendre de plus en plus sûrs. En effet, certains systèmes tels que les systèmes mécatroniques fonctionnent dans des conditions environnementales sévères les exposants à des erreurs dues aux perturbations. Ainsi, les concepteurs doivent considérer ces erreurs avec attention pour élaborer des remèdes adaptés. Dans ce travail, un intérêt particulier est porté sur la sûreté de fonctionnement des architectures de processeur. Le paradigme du processeur à pile a été choisi puisqu'il présente un bon compromis entre simplicité et efficacité. L'approche que nous avons proposée, évaluée et validée, est basée sur le développement et l'exploitation d'un émulateur logiciel du processeur. La sûreté de fonctionnement est assurée par une exploitation mixte de techniques de protection : une détection matérielle d'erreurs et une correction logicielle. La technique de correction est implantée dans des benchmarks et est validée dans l'émulateur à travers une simulation de différents scenarii d’apparition d’erreurs. Divers paramètres sont évalués tels que la capacité de correction et le surcoût temporel. Cette technique de correction est indépendante de l'application et des moyens de détection, ce qui confirme l'aspect méthodologique de la démarche. Par ailleurs, dans le cadre de la collaboration sollicitée par le projet CIM'Tronic, nous avons fait converger nos travaux avec ceux de l'équipe du CRAN de Nancy/A3SI de Metz en appliquant l'approche du flux informationnel sur le jeu d’instructions du processeur. Nous avons montré la capacité de cette approche d'évaluer la fiabilité de l'ensemble processeur/application
Nowadays, embedded systems are becoming increasingly attractive for many applications. Furthermore, these systems should be more and more dependable. Indeed, systems such as mechatronic or automatically controlled ones often work in harsh environmental conditions making them more prone to errors due to disturbances. Thus, designers should consider ways to protect them against such errors. In this work, a special interest is dedicated to processor architecture dependability as we consider processor-based systems. The stack computer philosophy has been chosen for the processor architecture in order to achieve a good trade-off between simplicity and effectiveness. Our approach to introduce and evaluate the dependability is based on the development and the use of a software emulator of the processor to be designed. Dependability of the processor is ensured through the collaborative use of hardware and software protection techniques: hardware error detection means and software error correction means. The correction technique is implemented in benchmarks and is validated on the emulator through a simulation of various scenarios of errors appearance. Different parameters are evaluated such as correction capability and time overhead. This correction technique is independent from the target application and from the detection means, what confirms the methodological aspect of our approach. Otherwise, as requested by the CIM’tronic project, we integrated our work with the CRAN Nancy/A3SI Metz one by applying the information flow approach on the processor instruction set. We showed the ability of this approach to evaluate the whole processor/application dependability

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

21

Lozada, José. "Modélisation, contrôle haptique et nouvelles réalisations de claviers musicaux." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00280538.

Full text

Abstract:

Le piano est reconnu comme un instrument permettant une grande expressivité musicale. Cette caractéristique est due en grande partie à la finesse dans le contrôle de l'instrument que les pianistes peuvent atteindre. Le mécanisme traditionnel présente une particularité : les éléments responsables du rayonnement sonore sont découplés du pianiste au moment de la génération de la note. Donc, le pianiste ne peut pas agir sur le son au moment ou il l'entend, le contrôle de la nuance de jeu est donc fortement conditionné par le retour tactile – que nous appèlerons toucher – fourni par l'instrument. Le toucher est donc un indicateur de la qualité du clavier.

La mécanique d'actionnement communique au marteau le mouvement imposé à la touche par le pianiste. Ce système dynamique complexe formé d'un ensemble de pièces en bois et feutre de laine, liées entre elles par des pivots et des contacts unilatéraux est responsable du toucher. Les pianos numériques actuels sont équipés de mécaniques d'actionnement simplifiées qui produisent un toucher pauvre par rapport à celui d'un piano à queue traditionnel (notamment dans la nuance piano).

L'objectif de ce travail est de concevoir un clavier numérique contrôlé capable de reproduire de manière satisfaisante le toucher d'un piano à queue. Pour cela, nous devons dans un premier temps étudier le fonctionnement de la mécanique traditionnelle puis concevoir et contrôler une interface haptique à base de fluide magnéto-rhéologique capable d'un rendu sensoriel de mêmes caractéristiques que celui d'un piano traditionnel.

Le modèle dynamique de la mécanique traditionnelle a été réalisé en tenant compte de tous les degrés de liberté du système et des comportements des liaisons pivots et des contacts unilatéraux. Un ensemble de procédures expérimentales ont permis de valider les lois de comportement utilisées dans le modèle et d'obtenir la valeur de tous les paramètres de la modélisation. Finalement, nous avons simulé numériquement le comportement du système dans le cas quasi-statique et dynamique à l'aide de Matlab/Simulink.

Par ailleurs, nous avons conçu, modélisé et identifié un nouveau mode opératoire pour fluides magnéto-rhéologiques qui fût utilisé pour la conception de l'interface haptique pour claviers musicaux. L'interface haptique a été modélisée pour obtenir la loi de commande. Cette modélisation a été validée par la comparaison de la simulation numérique du modèle avec les mesures sur le système réel. Finalement nous avons mis en place une procédure de contrôle en temps réel de l'interface qui utilise un modèle virtuel (modèle dynamique de la touche traditionnelle, par exemple) et le modèle de l'interface.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

22

Assaad, Bassel. "Contribution à la prise en compte des aspects thermiques des machines électriques dans un environnement mécatronique." Thesis, Compiègne, 2015. http://www.theses.fr/2015COMP2251/document.

Full text

Abstract:

Les machines électriques jouent un rôle très important dans la conversion d'énergie dans plusieurs applications et domaines. Les contraintes thermiques jouent ainsi un rôle indispensable dans la conception des machines électriques de plus en plus petites et performantes. En effet, la performance des machines électriques est limitée par les températures maximales admissibles dans certaines zones critiques telles que le bobinage, les aimants permanents et les roulements. Deux approches principales peuvent être utilisées pour étudier le comportement thermique de la machine: la méthode nodale ou le circuit à constantes localisées ou les modèles numériques. Dans notre étude, nous proposons d'appliquer la méthode nodale sur une machine électrique intégrée dans un environnement mécatronique complexe. Le modèle thermique développé de la machine est ainsi présenté avec ses différents éléments. En effet, un modèle précis dépend fortement de plusieurs paramètres thermiques tels que les coefficients d'échange convectif, les conductances de contact, les conductivités équivalentes du bobinage, et autres paramètres. En conséquence, des techniques d'analyse de sensibilité sont ensuite appliquées sur le modèle thermique pour identifier les paramètres d'influence significative sur les températures de la machine ainsi que pour la réduction de ce modèle. Ensuite, nous appliquons deux méthodologies d'identification des paramètres thermiques incertains sont développées et appliquées afin de recaler le modèle thermique de la machine. Cette étape permet la validation de ce modèle par rapport à des mesures thermiques sur une machine synchrone à aimants permanents internes installée sur un banc de caractérisation de machine électriques. Finalement, nous intégrons le modèle recalé dans une approche système mécatronique comportant les lois de commande de la machine ainsi que son convertisseur. Ceci permettra ainsi d'étudier l'influence de la température d'une machine électrique sur le système mécatronique complet
Electric machines play an important role in power conversion in several applications and fields. With the increasing demand for designing lighter and more efficient machines and optimizing the existing structures, thermal analysis becomes a necessary; in fact, the performance of electric machines islimited by the allowable temperatures in many critical components like windings, permanent magnetsand bearings. Two main approaches can be employed in order to study the machine thermal behavior : the lumped parameter thermal network (LPTN) or numerical models. Considering low-computationtime-consuming and the possibility to be integrated in a mechatronics system design, the LPTN method is considered in our study. The latter is mainly applied on electric machine integrated in a complex mechatronics environment. The thermal network is presented along with the definition of the principal elements constituting this network. In fact, an accurate and reliable network strongly depends on many critical parameters like heat transfer coefficients, interface gaps, impregnation goodness, among others. For this reason, different sensitivity analysis techniques are carried out in order to, first, identify the significance of uncertainties in the evaluation of these parameters on machine temperatures and second, to reduce the thermal network. Next, we propose two optimization algorithm-based identification methodologies in order to calibrate results of the thermal network with measured temperatures obtained from a test-bench of a permanent magnet based integrated starter-generator machine. The calibrated model is then integrated in a mechatronics system consisting of an electric model of the electric machine, along with its control strategy and the power converter. This final study allows us to evaluate the impact of the machine temperature rise on the mechatronic system

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

23

Boudon, Benjamin. "Méthodologie de modélisation des systèmes mécatroniques complexes à partir du multi-bond graph : application à la liaison BTP-fuselage d’un hélicoptère." Thesis, Paris, ENSAM, 2014. http://www.theses.fr/2014ENAM0064/document.

Full text

Abstract:

De par le fonctionnement de son rotor, l'hélicoptère est le siège de vibrations mécaniques importantes impactant notamment la fatigue des pièces mécaniques et le confort des passagers. La liaison BTP-Fuselage équipé du système SARIB est un système anti-vibratoire qui permet d'atténuer mono-fréquentiellement les vibrations transmises au fuselage. Des solutions intelligentes semi-actives sont donc étudiées afin que la filtration soit réglable en fonction des vibrations excitatrices. Ce type d'études souffre, par contre, d'un manque d'outils et de méthodes indispensables, d'une part, à la modélisation de systèmes mécaniques complexes et d'autre part, à l'élaboration d'une liaison intelligente. Ces travaux proposent une démarche de modélisation à partir d'un outil de modélisation structurel tel que le multi-bond graph (MBG) permettant une vision global et modulaire pour l'étude de systèmes mécaniques complexes tels qu'on peut les trouver sur un hélicoptère. Dans un premier temps, une analyse des outils de modélisation conduisant au choix du MBG a été présentée. Dans un second temps, les développements ont porté sur la modélisation MBG de la liaison BTP/ Fuselage 3D d'un banc d'essai réel qui a été conçu et réalisé au sein du laboratoire. Cette liaison est un système mécanique cinématiquement bouclé. Les équations de la dynamique d'un tel système forment un système d'équations algébro-différentiel (DAE) nécessitant des techniques de résolution spécifiques. Le modèle MBG de la liaison BTP-fuselage entier a été simulé à l'aide du logiciel 20-sim. Les résultats obtenus ont été vérifiés à l'aide du logiciel multicorps LMS Virtual Lab. Une comparaison des résultats obtenus par les deux méthodes a donné, pour différents cas d'excitations de la BTP (pompage, roulis, tangage), une corrélation très satisfaisante. Dans un troisième temps, le modèle MBG a été exploité pour la mise en place d'un dispositif de contrôle semi-actif. Le modèle du dispositif SARIB développé également sous 20-sim permet de régler la position des masses mobiles en fonctionnement de manière à minimiser le niveau de vibratoire du fuselage. L'algorithme de contrôle (algorithme de gradient) permet de calculer les consignes de position des masses mobiles sur les batteurs SARIB. La position des masses mobiles actionnée par un moteur électrique à courant continu et un système vis-écrou est ensuite asservie aux consignes générées par l'algorithme de contrôle. Enfin, la commande a pu être mise en place sur un modèle bond graph non-linéaire qui n'a pas nécessité une linéarisation en vue d'une transformation en fonction de transfert
Due to the operation of the rotor, the helicopter is subject to important vibrations affecting namely the fatigue of mechanical parts and the passengers comfort. The MGB-Fuselage joint equipped with the DAVI system is an anti-vibration system that helps to reduce, in a single frequency way, vibrations transmitted to the fuselage. Semi-active intelligent solutions are studied so that the filtering can be adjusted according to the vibration sources. Such studies suffer from a lack of tools and necessary methods, firstly, for the design of complex mechanical systems and secondly, for the development of an intelligent joint. This work proposes a modeling approach using a structural modeling tool : the multi-bond graph (MBG) which offers a global and modular view for the study of complex mechatronic systems such as helicopter. At first, an analysis of modeling tools leading to the selection of MBG is presented. Secondly, developments have focused on the MBG modeling of the 3D MGB-fuselage joint of an experimental setup which was designed and built in the laboratory. This joint is a mechanical system with kinematic loops. The equations of the dynamics of such system are a differential-algebraic system (DAE) requiring specific solving methods. The MBG model of the MGB-fuselage was simulated using the 20-sim software. The results were verified using the multibody software LMS Virtual Lab. A comparison of results obtained by the two methods led to a very good correlation to various cases of excitations of the MGB (pumping, roll, pitch). Thirdly, the MBG model was used for the establishment of semi-active control system. The model of the DAVI device also developed in 20-sim allows to adjust the position of the moving masses in operation so as to minimize the level of vibration of the fuselage. The control algorithm (gradient algorithm) enables to calculate the setpoint positions of the moving masses on the DAVI beaters. The position of the moving masses driven by an electric DC motor and a screw-nut system is then controlled to the setpoints generated by the control algorithm. Finally, the command could be implemented on a non-linear bond graph model which did not require a linearization to get a transfer function

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

24

Berriche, Aroua. "Contribution à l’analyse de cohérence des modèles système, multi-physique et sûreté de fonctionnement." Thesis, CY Cergy Paris Université, 2020. http://www.theses.fr/2020CYUN1105.

Full text

Abstract:

Le développement d'un système mécatronique implique la collaboration de différents concepteurs qui ont, normalement, des points de vue différents sur le système global pour gérer sa complexité. Par conséquent, de multiples modèles sont créés pour les divers domaines tels que le génie mécanique, l’électronique, le logiciel, etc. Ces modèles utilisent différents formalismes, différents langages de modélisation et divers outils pour répondre à des préoccupations spécifiques. Ceci pose le problème de la bonne collaboration entre les différentes équipes pluridisciplinaires pour pouvoir mener à terme l’opération de conception. Pour gérer ce problème, il est impératif d'identifier et de résoudre les incohérences potentielles entre les modèles afin de minimiser les coûts et le temps de développement avant les phases de vérification et de validation. Le présent travail de thèse propose une nouvelle méthodologie de collaboration qui aura pour objectif de maintenir la cohérence entre les différentes disciplines d'ingénierie tout au long du cycle de développement des systèmes mécatroniques. Nous proposons une approche de synchronisation pour vérifier la cohérence des modèles d’un même système de manière continue pendant le processus de conception multidisciplinaire. Notre contribution dans cette thèse consiste à démontrer comment les techniques de transformation des modèles peuvent être utilisées ; premièrement, pour abstraire divers modèles d'ingénierie dans un formalisme commun basé sur la théorie des graphes et, deuxièmement, pour mettre à jour les modèles avec les changements appropriés évalués par un chef de projet. Les méthodes développées permettent également de détecter automatiquement les différences et de proposer les séquences où la prise des décisions entre les différents choix possibles est essentielle pour résoudre les incohérences
The development of a mechatronic system involves different designers having various viewpoints on the overall system to handle its complexity. Consequently, multiple models are created from a variety of domains such as mechanical, electronic, and software engineering. These models use different formalisms, modeling languages, and tools to address specific concerns. The major challenge of this approach is to identify and solve any potential inconsistency between models in order to minimize costs and development time before the verification and validation phases. This paper proposes a new collaborative methodology to maintain consistency between different engineering disciplines at an early stage of the development cycle of mechatronic systems. We apply a model synchronization approach to actively check for model consistency in a continuous way during the multidisciplinary design process. As a novel contribution of this thesis, we demonstrate how model transformation techniques can be employed; firstly, to abstract various engineering models in a common formalism based on graph theory and, secondly, to update models with appropriate changes evaluated by a project manager. We also show how to detect the differences automatically, and we discuss where designer decisions are essential

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

25

Martz, Yannick. "Modélisation et commande de systèmes d'entraînement de bandes flexibles : nouvelles approches à l'aide des éléments finis." Thesis, Strasbourg, 2017. http://www.theses.fr/2017STRAD016.

Full text

Abstract:

Les systèmes d'entraînement de bandes flexibles sont utilisés dans la production d'une très grande variété de produits du quotidien mais également dans la métallurgie et dorénavant pour la production des nouvelles technologies. L'amélioration des systèmes industriels d'entraînement de bandes est un problème difficile car ils sont de grande dimension, non-linéaires, à paramètres variant et incertains. Ils possèdent un fort couplage entre les différentes parties (mécanique et commande) à cause de la bande qui relie les éléments. Il faut donc améliorer la chaîne de production par une approche pluridisciplinaire. Les objectifs sont de maîtriser les paramètres clés de ces systèmes afin de garantir les cadences de production et les précisions demandées de plus en plus importantes. Il faut également réduire les défauts les plus récurrents, notamment les plis de bande. Or jusqu'à présent seuls des modèles 1D étaient utilisés. Ils sont indispensables pour la synthèse de commande et les études fréquentielles mais ne permettent pas d'étudier des phénomènes complexes tels que les plis de bande. Une nouvelle approche d'étude de ces systèmes est développée. Dans un premier temps, des améliorations de structures de commandes sont proposées. Dans un second temps un modèle 3D par éléments finis utilisant un algorithme de dynamique multicorps flexibles est développé et utilisé pour étudier les plis de bande par comparaison à la théorie classique de prédiction de ces défauts. Dans un troisième temps un simulateur complet est développé comprenant le modèle 3D mécanique par élément finis couplé à la partie commande (co-simulation)
Roll-to-Roll systems are used in the manufacturing of a wide variety of everyday products as well as in metallurgy and for the manufacturing of new technologies. The improvement of Roll-to-Roll systems is a difficult problem because they are large, non-linear, with varying and uncertain parameters. They have a coupling between the different parts (mechanical and control) with the help of the web connecting the elements. It is therefore necessary to improve the process line through a multidisciplinary approach. The objectives are to master the key parameters of these systems in order to guarantee the manufacturing rates and the more important accuracies requested. It is also necessary to reduce or remove the most recurring defects such as web wrinkles. Until now, only 1D models were used. They are essential for control synthesis and frequency studies but they do not allow to study complex phenomena such as web wrinkles. A new approach for studying these systems is developed. First, improvements of control structures are proposed. Secondly, a 3D finite element model using a flexible multibody dynamics algorithm is developed, used in this work to study web wrinkles and compared to the classical prediction theory of these defects. Finally, a complete simulator is developed including the mechanical 3D model by finite element coupled to the control part (co-simulation)

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

26

Amancea, Ana Maria. "Contributii privind perfectionarea sistemelor mecatronice moderne destinate recuperarii medicale a membrului inferior." Thesis, Lyon, INSA, 2012. http://www.theses.fr/2012ISAL0118/document.

Full text

Abstract:

En raison de leurs multiples avantages, les systèmes mécatroniques sont largement utilisés dans la réhabilitation physique de diverses pathologies, en particulier de l'articulation du genou. Bien que la littérature fasse état d'une variété de ce type de systèmes, nous pouvons dire qu’ils ont encore de nombreux problèmes techniques et faiblesses et qu’il n'existe actuellement aucun dispositif en mesure de satisfaire pleinement les besoins de rétablissement des patients. Dans ce contexte, l'objectif général de cette thèse a été axé sur la recherche, la conception et la mise en œuvre d'une remise en état d'origine mécatronique de l'articulation du genou. Le système développé est destiné à tous les groupes sociaux et constitue une alternative moderne à la réadaptation médicale traditionnelle. Le système de réadaptation mécatronique a été mis en œuvre comme une solution originale, intégrée, efficiente et efficace, et offre des solutions techniques pour tous les problèmes signalés concernant les systèmes mécatroniques actuelles de la récupération médicale. L'originalité de ce système est mis en évidence par les fonctionnalités clés suivantes: la conception, les applications, le traitement personnalisé pour chaque patient, les méthodes de commandement et de contrôle, les protocoles de communication avec rétroaction du patient, les exigences de sécurité par rapport à l’interaction du patient avec le système mécatronique, la simplicité et la portabilité. Les résultats expérimentaux obtenus au cours des essais réalisés sur des sujets sains et des patients montrent: les meilleurs résultats sont obtenus en ce qui concerne le mouvement, la récupération articulaire, la qualité de la sécurité et la thérapie du patient ; le système offre le traitement le plus efficace pour la récupération de l'articulation du genou et il est en mesure d'assurer , en outre, la rééducation fonctionnelle des autres articulations du membre inférieur (la hanche et la cheville), applicable à une technique de reprise en boucle fermée: diagnostic - traitement - rétroaction du patient; le système permet un enregistrement en temps réel du progrès de la récupération du patient et aussi un base de données qui stocke l'évolution du patient; aussi, le système conçu peut successivement récupérer les deux jambes ; le système mécatronique évalue le rétablissement du patient en tenant compte des changements de positions angulaires et des forces normales et tangentielles développées au cours de l'interaction entre le pied humain et un système de récupération ; les valeurs obtenues des forces normales et tangentielles peuvent mettre en évidence la gravité de la maladie et le progrès de la réadaptation ; de même, ces valeurs peuvent être utilisées pour calculer le moment total développée dans l'articulation du genou mais aussi fournir des informations précieuses sur l'instabilité du genou ; le système mécatronique réduit le rétablissement médical du patient et accélère considérablement sa guérison
Mechatronic systems are widely used in physical rehabilitation of various pathologies, especially of the knee joint, because of their multiple benefits. Although the literature notes a variety of such kind of systems, we can say that, they still have many technical problems and deficiencies and currently there is no device which is able to fully satisfy the need of patient recovery. In this context, the general objective of this thesis was focused on researching, designing and implementing an original mechatronic rehabilitation of the knee joint. The developed system is intended for all social groups and is a modern alternative to traditional medical rehabilitation. The rehabilitation mechatronic system was implemented as an original solution, integrated, efficient and effective, and offers some technical solutions for all the reported problems of the currently medical recovery mechatronic systems. The system’s originality is highlighted by the following key features: design; applications; personalized treatment to each patient; methods of command and control; communication protocols with feedback from the patient; safety requirements for the patient interaction with the mechatronic system, simplicity and portability. The experimental results achieved during the tests on healthy subjects and patients show: best results are obtained concerning the movement, joint recovery, quality of therapy and patient safety; the system provides the most effective treatment for the knee joint recovery and it is able to ensure, in addition, the functional rehabilitation of the other joints of the lower limb (hip and ankle); applies a closed loop technique recovery: diagnosis - treatment - feedback from the patient; allows a real time recuperative progress recording of the patient and also a database that stores the patient’s evolution; can successively recover the both legs; the mechatronic system evaluates the patient's recovery based on joint angular positions changes and the normal and tangential forces developed during the interaction between the human foot and recovery system; the obtained values of the normal and tangential forces can highlight the disease’s gravity and the rehabilitation progress; the values of normal and tangential forces can be used to calculate the total moment developed in the knee joint, but can also provide valuable information about knee instability; the mechatronic system reduces the patient's medical recovery and accelerates considerably its healing

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

27

El, Feki Mariem. "Analyse et synthèse de tolérance pour la conception et le dimensionnement des systèmes mécatroniques." Phd thesis, Ecole Centrale de Lyon, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00688247.

Full text

Abstract:

Cette thèse s'inscrit dans le cadre de la conception des systèmes mécatroniques et porte, plus particulièrement, sur le dimensionnement de chaînes d'actionnement et les méthodes à mettre en œuvre pour satisfaire le cahier des charges et réduire au mieux le temps de développement. Afin de suivre l'évolution du marché et faire face à la concurrence croissante, les concepteurs ont eu recours au cycle de conception en Vet au prototypage virtuel. Pour réduire davantage la durée du processus de conception, la formulation du problème de conception sous la forme d'un problème inverse est une solution intéressante. Dans ce contexte, le laboratoire Ampère propose une méthodologie de dimensionnement par modèles bond graph inverses. Ainsi, l'objectif de cette thèse est de contribuer au développement de cette méthodologie d'une part dans sa phase de vérification de l'adéquation des spécifications du cahier des charges à la structure retenue pour le modèle de conception et, d'autre part, par la prise en compte des tolérances dans le problème de conception. Pour la phase de vérification de l'adéquation spécifications/structure, le mémoire présente tout d'abord, l'analyse structurelle du cahier des charges qui permet de vérifier, avant toute simulation et à partir du modèle bond graph, si le problème de conception par modèle inverse est bien posé. Différents niveaux d'analyse sont supposés pour renforcer la démarche chronologique du travail de conception ou de reconception proposée par la méthodologie de dimensionnement. Ensuite, ces niveaux d'analyse sont mis à profit pour définir une procédure de vérification de l'adéquation des spécifications, définies sous forme de comportements type, au modèle de conception. En cas d'inadéquation, des recommandations pour la remise en question des spécifications ou de la structure du modèle de conception sont proposées et ce, selon le niveau d'analyse considéré. Au niveau de l'analyse numérique (le niveau d'analyse le plus bas), cette procédure peut être utilisée pour la synthèse paramétrique ou encore pour la synthèse de tolérance en cas de prise en compte des incertitudes dans le problème de conception. Concernant cet aspect, le mémoire présente également une contribution à la représentation des incertitudes paramétriques dans le formalisme bond graph, formalisme de base de la méthodologie de dimensionnement. Enfin, l'approche probabiliste est utilisée pour la modélisation des incertitudes dans la démarche de dimensionnement des systèmes dynamiques par inversion des modèles bond graph : les deux cas d'inversion, entrées/sorties d'une part (pour la remontée de spécifications), et paramètres/sorties d'autre part (pour la synthèse de tolérances paramétriques), sont abordés. Les règles d'exploitation d'un modèle bond graph probabiliste permettant la propagation des fonctions de densité de probabilité et des grandeurs caractéristiques(espérance et variance) tout le long de la structure énergétique du système sont proposées et illustrées par un exemple.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

28

Kharrat, Mouna. "Contribution au choix d'architecture 3D des systèmes mécatroniques sous contraintes multi-physiques : Application aux Interférences Electro-Magnétiques (IEM)." Thesis, université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPAST049.

Full text

Abstract:

L’intégration des systèmes mécatroniques génère de nombreuses perturbations multi-physiques (thermiques, électromagnétiques et dynamiques) rendant leur choix d’architecture complexe. En effet, l’introduction croissante de composants électroniques et électriques (E/E) dans la plupart des systèmes actuels, augmente le risque d’occurrence de nombreuses interférences électromagnétiques (IEM) pouvant dégrader fortement leur fonctionnement. Tandis que ces problèmes de compatibilité électromagnétique (CEM) sont généralement traités en phase de conception détaillée, où les possibilités de compromis se limitent à quelques ajustements de positionnement ou à des solutions de protection coûteuses, une solution consiste à proposer un cadre collaboratif pour l’évaluation, dès les premières phases de conception, d’architectures physiques de concept prenant en compte ces contraintes électromagnétiques (EM). En effet, il est important à cette étape, que l’ensemble des acteurs multidisciplinaires impliqués puissent définir, modifier/mettre à jour, ajouter leurs connaissances et contraintes et échanger leurs données tout en continuant à travailler dans leur environnement numérique habituel. Par ailleurs, ces activités d’ingénierie système doivent être outillées avec des approches d’« Ingénierie Système basée sur des modèles » (MBSE), pour supporter la continuité numérique, la cohérence et la traçabilité des modèles et des données nécessaires à ce processus d’évaluation.Pour répondre à ce besoin, cette thèse s’appuie sur l’approche collaborative MBSE SAMOS (Spatial Architecture based on Multi-physics and Organization of Systems) afin de supporter l'évaluation de l'architecture 3D de concept en phase amont sous contraintes électromagnétiques. Dans ce contexte, nous avons, dans un premier temps, développé une extension SysML appelée EMILE (ElectroMagnetic Interactions Layout Extension) pour formaliser et modéliser, au plus tôt, les contraintes EM dans le modèle système.Cette extension inclut notamment la définition des exigences EM, la description des modes de couplage électromagnétiques et la spécification des configurations de simulation permettant la vérification et la validation ultérieures des exigences, grâce au développement d’une interface homme-machine. Notre travail de recherche a ensuite porté sur une méthodologie d’évaluation combinant une approche topologique avec une modélisation EM., afin de supporter le processus d'évaluation qualitative et quantitative des interférences électromagnétiques (IEM). En effet, pour un type d’IEM donné, l'analyse topologique de l’architecture système permet d'identifier qualitativement l'existence des composants victimes et de leurs agresseurs potentiels associés. Une fois ces IEM potentielles identifiées, une évaluation quantitative peut alors être réalisée, par exemple en se basant sur les équations et lois physiques du couplage identifié, et sur les exigences électromagnétiques et géométriques prédéfinies avec EMILE. Cette approche permet ainsi de garantir le choix pertinent d’une architecture physique 3D de concept sous contraintes EM. Les approches proposées ont été illustrées sur une étude de cas d'une chaîne de traction du véhicule électrique, en s’appuyant sur plusieurs scénarios d’implémentation logicielle (SysML, Modelica, Matlab, FreeCAD) au sein de l’outil Sketcher 3D EM
The integration of mechatronic systems generates many multi-physical disturbances (thermal, electromagnetic and dynamic) making their choice of architecture complex. Indeed, the increasing introduction of electronic and electrical (E/E) components in most of the current systems, increases the risk of occurrence of many electromagnetic interferences (EMI) that can strongly degrade their behavior. While these electromagnetic compatibility (EMC) problems are usually addressed in the detailed design phase, where the possibilities of compromise are limited to a few positioning adjustments or costly protection solutions, one solution is to propose a collaborative framework for the evaluation, from the early design phases, of physical design architectures taking into account these electromagnetic (EM) constraints. Actually, it is important at this stage that all the multidisciplinary actors involved can define, modify/update, add their knowledge and constraints and exchange their data while continuing to work in their usual digital environment. In addition, these system engineering activities must be supported with "Model-Based System Engineering" (MBSE) approaches, to support the digital continuity, consistency and traceability of the models and data required for this evaluation process.To meet this need, this thesis is based on the MBSE SAMOS (Spatial Architecture based on Multi-physics and Organization of Systems) collaborative approach to support, from the preliminary design phase, the evaluation of the 3D concept architecture under electromagnetic constraints. In this context, we have initially developed a SysML extension called EMILE (ElectroMagnetic Interactions Layout Extension) to formalize and model, as early as possible, the EM constraints in the system model.This extension notably includes the definition of EM requirements, the description of electromagnetic coupling modes and the specification of simulation configurations allowing the further verification and validation of the requirements, thanks to the development of a Human-Machine Interface. Our research work then focused on an evaluation methodology combining a topological approach with EM modeling, in order to support the process of qualitative and quantitative evaluation of electromagnetic interference (EMI). Indeed, for a given type of EMI, the topological analysis of the system architecture allows to qualitatively identify the existence of the victim components and their associated potential aggressors. Once these potential EMIs have been identified, a quantitative evaluation can then be performed, for example based on the physical equations and laws of the identified coupling, and on the electromagnetic and geometric requirements predefined with the EMILE extension. As a result, this approach ensures the relevant choice of a 3D physical architecture of the concept under EM constraints. The proposed approaches have been illustrated on a case study of an electric vehicle power train, based on various software implementation scenarios (SysML, Modelica, Matlab, FreeCAD) within the Sketcher 3D EM tool

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

29

Diagne, Serigne. "Modélisation sémantique conceptuelle pour l'ingénierie de performances comportementales de produits complexes." Thesis, Strasbourg, 2015. http://www.theses.fr/2015STRAD021/document.

Full text

Abstract:

La complexification des produits manufacturés notamment mécatroniques requiert la mise en place d’outils et méthodes pour la gestion de leur processus de conception. Ce processus va du cahier des charges à l’obtention de prototypes satisfaisant les exigences structurelles, fonctionnelles et comportementales. Pour développer des produits performants, sûrs de fonctionnement et à moindre coût tout en respectant les délais ce processus doit être maitrisé. Les travaux menés durant cette thèse ont pour objectif de proposer une démarche générique de conception et de modélisation de produits mécatroniques tout en permettant l’évaluation de leurs performances comportementales. La démarche proposée couvre tout le processus allant de la spécification des besoins à l’identification et l’élaboration de prototypes numériques des produits répondant à ces exigences. Elle est basée essentiellement sur trois étapes successives que sont la conception sémantique conceptuelle (CSC), la modélisation sémantique conceptuelle (MSC) et l’ingénierie de performances comportementales (IPC). Ces contributions théoriques sont ensuite implémentées dans un logiciel nommé Product-BPAS et développé dans cette thèse
The increasing complexity of manufactured product such mechatronics products requires tools and methods to manage their design process. This process covers the steps going from the requirements specification to the definition of the digital mockup that fulfils the structural, functional and behavioral requirements. To develop high quality products with good performance and low cost while respecting delay this process must be optimized and mastered. The research conducted during this thesis is directed to propose a generic approach for mechatronics products design and behavioural performance assessment. This approach covers the process going from the specification of the requirements to the identification and the design of the digital mockups of the products that meet those requirements. This approach is essentially based on three successive steps that are conceptual semantic design (CSD), conceptual semantic modeling (CSM) and behavioral performance engineering (BPE). These theoretical contributions have been implemented in the Product- BPAS software for test and illustrate purposes

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

30

Legranger, Jérôme. "Contribution à l'étude des machines brushless à haut rendement dans les applications de moteurs-générateurs embarqués." Compiègne, 2009. http://www.theses.fr/2009COMP1807.

Full text

Abstract:

L'objectif de cette thèse est de fournir une méthodologie de conception optimale de systèmes mécatroniques dans le cadre du projet M2EI afférent au véhicule hybride. L'approche proposée combine un ensemble de modèles multiphysiques couplés avec des optimiseurs paramétriques. La méthode est appliquée premièrement au dimensionnement optimal de moteurs-générateurs synchrones brushless à aimants enterrés et bobinage réparti. Le modèle magnétique utilisé prend en compte la saturation croisée en associant éléments finis 2D avec la théorie de Park tout en estimant les pertes fer en régime défluxé au moyen du modèle de Bertotti. Le modèle thermique est un réseau nodal en 3D. Le modèle mécanique réside dans un calcul de résistance des matériaux en statique. Enfin, le modèle électrique est basé sur une commande en couple de la machine avec recherche du courant optimal minimisant les pertes totales sur chaque point de fonctionnement. Un dimensionnement optimal sur un cahier des charges de type alterno-démarreur montre l'intérêt du modèle thermique face à un modèle à base de densités de courant ne prenant pas en compte les échauffements liés aux pertes fer. La seconde application concerne le remplacement d'un système bague balais de machines synchrones à rotor bobiné par un système de transmission d'énergie sans contact : un transformateur tournant. La méthode proposée favorise la comparaison de la topologie des convertisseurs mis en jeux en intégrant un modèle électrique fin sous SimPower dans la boucle d'optimisation. Elle met en exergue les convertisseurs de type double Forward et pont complet en pleine onde décalée face à un pont complet MLI pour des applications embarquées
This thesis aims at describing an optimal design method for mecatronic systems in the frame of M2EI research program dedicated to hybrid vehicles. The proposed technique links multiphysic models with parametric optimisers. The method is first applied to the optimal design of brushless synchronous permanent magnet starters-generators with distributed windings. The magnetic model takes into account the cross saturation thanks to a 2D finite element program and Park theor. It also estimates iron losses in flux weakening mode owing to Bertotti formula. The thermal model is a 3D lumped parameters network. The mechanical model relies on a static strength of materials calculus. The electrical model is finally based on a torque control of the machine with the optimisation of stator currents to minimize overall losses for each operating point. An optimal design is performed on a starter-alternator specification book to outline the need of a 3D thermal model compared with a raw current densities estimation that does not takes iron losses into account. The second application aims at replacing the gliding contacts of wound rotor synchronous machines with a contactless power transmission systems : a rotary transformer. The method allows the comparison of converters’ topologies by integrating a fine Simpower electrical model in the optimisation loop. The approach underlines the interest of double forward and a shifted full wave inverter compared with a PWM inverter in embarked applications

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

31

Ben, Ahmed Hamid. "Des procédés de conversion électro-magnéto-mécaniques non-conventionnels aux systèmes mécatroniques : Conception - Modélisation - Optimisation." Habilitation à diriger des recherches, Université Paris Sud - Paris XI, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00458961.

Full text

Abstract:

Les travaux consignés dans ce mémoire ont été ou sont réalisés au sein du pôle de compétences " Actionneurs-Transport-Energie " de SATIE (ex. LESIR) de L'ENS de Cachan sur les deux sites cachanais et breton. Ce mémoire est organisé en 3 parties. La première partie est consacrée au résumé des travaux d'enseignement et de recherche. Les co-encadrements ainsi que les différentes publications scientifiques y sont également mentionnés. Chaque publication est référencée selon une nomenclature précisée dans cette première partie. Dans tout le mémoire, ces références sont indiquées en caractère gras. Le fil rouge des travaux présentés est l'étude de divers procédés de conversion et la modélisation de convertisseurs non-conventionnels. L'activité de conception est un domaine passionnant pour lequel je n'ai pu m'empêcher d'écrire quelques mots à travers un préambule intitulé " La conception : un art, une technique ou une science ? " (deuxième partie). Globalement cette partie traite des aspects philosophiques et épistémologiques de l'activité de conception et ses facettes subjectives et irrationnelles, autrement dit artistiques. Cependant, dans le dernier paragraphe intitulé " l'art au service de la science ", sont décrits les travaux concernant l'élaboration d'une méthodologie générique d'aide à la conception que représente la " Conception par Optimisation de Distribution " et les premiers résultats que nous avons obtenus (thème D). Dans la troisième partie est proposée une synthèse des travaux de recherche aux quels j'ai contribués. L'originalité des travaux menés réside à la fois dans les configurations électromagnétiques innovantes étudiées et dans les méthodologies de dimensionnement et d'analyse élaborées utilisant des approches combinées numériques et analytiques. En outre, ces travaux sont guidés par une volonté de développer une approche relativement synthétique de la conversion électro-magnéto-mécanique et d'établir des règles " générales " de conception et de modélisation. Cette synthèse débute avec un premier chapitre " Nomenclature et spécificité du couplage fractionné " qui permet de situer sur le plan structurel les travaux réalisés. Des critères de classification des actionneurs essentiellement électromagnétiques y sont proposés notamment le critère de couplage électromagnétique. Ce dernier permet de définir deux principales classes de machines : celles à couplage fractionné et celles à couplage polaire. Les spécificités de ces couplages sont ensuite examinées au travers d'une approche analytique tendancielle utilisant les lois de similitude. Ensuite, trois thèmes sont développés, chacun organisé en trois chapitres. Le premier thème concerne les configurations à couplage fractionné à bobinage global. Tout d'abord les performances intrinsèques de différentes dispositions dites " fondamentales " à aimants et/ou à réluctance sont examinées au travers de l'étude par motifs élémentaires (chapitre A.I). Ensuite, la répartition 3D de ces motifs, donnant lieu au concept polyentrefer, est analysée au chapitre A.II. L'intérêt, la faisabilité et les limitations de ce concept sont étudiés à partir d'approches théoriques mais également pratiques sur la base de plusieurs réalisations aussi bien tournantes que linéaires. Enfin, la répartition 2D des motifs élémentaires précédemment mentionnés, permet d'analyser les possibilités de ce type de couplage à la conception de structures monoentrefers (chapitre A.III) présentant des fonctionnalités spécifiques telles qu'un fort taux d'intégration aux contraintes d'application ou encore la simplicité d'alimentation électronique (structures monophasées). Le deuxième thème concerne les configurations à couplage polaire et à excitation homopolaire. De complexité structurelle croissante, trois configurations sont étudiées. La première (chapitre B.I), adaptée aux hautes vitesses de rotation à très forte puissance, concerne le freinage par courants induits où des modèles de dimensionnement combinés éléments finis-analytiques-circuits réluctants originaux ont été développés. La deuxième configuration (chapitre B.II) est de type " tout fer tournant " étudiée dans le cadre du stockage électromécanique. Enfin, la troisième configuration (chapitre B.III) est à double excitation : par aimants et par bobine permettant une meilleure optimisation du fonctionnement sur cycle notamment dans le cadre de la traction électrique ou hybride. Le dernier thème intitulé " composants mécatroniques pour l'Intelligence énergétique " concerne l'étude de systèmes présentant un couplage fondamentalement fort entre les différents phénomènes physiques mis en jeu. C'est le cas des récupérateurs d'énergie de la marche, de la houle ou encore thermique (chapitre C.I). C'est également le cas des soupapes électromagnétiques (chapitre C.II). Dans chaque chapitre sont rappelés les co-encadrements, les collaborations universitaires et/ou industrielles, les autres membres permanents de l'équipe impliqués dans le thème abordé ainsi que les références de(s) article(s) joint(s) en annexe. En outre, un bilan critique est présenté à la fin de chaque chapitre. Dans la dernière partie du mémoire sont proposés un bilan global des travaux menés ainsi que quelques perspectives et thématiques nouvelles.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

32

Merdassi, Asma. "Outil d'aide à la modélisation moyenne de convertisseurs statiques pour la simulation de systèmes mécatroniques." Phd thesis, Grenoble INPG, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00434953.

Full text

Abstract:

Depuis plusieurs décennies, la modélisation moyenne de convertisseurs statiques a fait l'objet de nombreuses études. En effet, nous avons intérêt à transformer le système original en un système continu qui représente macroscopiquement au mieux les comportements dynamiques et statiques du circuit, notamment en vue d'une étude système. Le modèle dit « moyen » trouve un vaste champ d'applications que ce soit en commande, en simulation (rapide et système) ou encore en analyse des modes... Cependant, la modélisation moyenne peut s'avérer laborieuse dés que le nombre de semi-conducteurs du convertisseur devient important. Dans cette optique, plusieurs auteurs ont essayé d'apporter une aide automatique dans le processus de calcul de ces modèles afin d'épargner l'utilisateur de cette fastidieuse tâche de calcul faite à la main. Néanmoins, actuellement, la démarche de modélisation n'a jamais été entièrement automatisée. Dans cette perspective, les objectifs de cette thèse visent à fournir un outil d'aide à la génération automatique de modèles exacts et moyens dans le cas de la conduction continue et/ou discontinue et en partant d'un a priori sur le fonctionnement du convertisseur à étudier : la description du circuit, le mode de fonctionnement et la commande du convertisseur statique. La conception d'un tel outil repose sur trois étapes principales et qui sont l'analyse topologique du circuit, le calcul des matrices d'état pour chaque configuration du convertisseur statique et enfin une mise en équations des modèles. Les modèles générés sont sous forme symbolique ce qui permet de les réutiliser dans plusieurs logiciels.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

33

Kebairi, Athmane. "Modélisation, identification et commandes non linéaires d'actionneurs mécatroniques de la boucle d'air d'un moteur diesel." Phd thesis, Université de Technologie de Belfort-Montbeliard, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01004745.

Full text

Abstract:

Les actionneurs électromécaniques sont de plus en plus utilisés dans le domaine de la motorisation. Particulièrement, ils sont employés pour contrôler la boucle d'air du moteur Diesel. De tels actionneurs ont généralement une structure interne très complexe dont les caractéristiques sont protégées par des conventions de confidentialité. Notre travail dans cette thèse vise, en premier, à élaborer des procédures de modélisation et d'identification en prenant en compte une seule source de non linéarité, à savoir les frottements. Deux classes d'actionneurs sont ainsi étudiées et quatre procédures d'identification sont introduites permettant l'estimation des paramètres des systèmes et les coefficients des forces de frottement. Les résultats obtenus sont ensuite utilisés pour développer des simulateurs sous Simulink-MATLAB et AMESim dont la dynamique est expérimentalement validée via LabVIEW. Afin d'évaluer la dégradation des performances due au processus de vieillissement, la seconde partie du travail consiste en la réalisation des études de sensibilité quantifiant l'impact des variations paramétriques sur la réponse des actionneurs. Les techniques d'ANOVA (analyse des variances) et des plans d'expériences sont appliquées, en boucle ouverte et en boucle fermée, aux actionneurs étudiés. Les résultats issus des deux techniques sont cohérents permettant ainsi de valider les études réalisées.La dernière partie du travail a pour objectif l'élaboration de lois de commande robuste vis-à-vis des perturbations et des incertitudes de modélisation. Ainsi, trois stratégies de contrôle sont utilisées : PI-Flou (PI-Fuzzy controller), l'IDA-PBC (Interconnection and Damping Assignment - Passivity Based Control) et le backstepping. Les trois contrôleurs sont testés en présence et en absence d'incertitudes. Leur performance est démontrée en simulation en utilisant Simulink-MATLAB, et expérimentalement via LabVIEW.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

34

Kebairi, Athmane. "Modélisation, identification et commandes non linéaires d’actionneurs mécatroniques de la boucle d’air d’un moteur diesel." Thesis, Belfort-Montbéliard, 2013. http://www.theses.fr/2013BELF0213/document.

Full text

Abstract:

Les actionneurs électromécaniques sont de plus en plus utilisés dans le domaine de la motorisation. Particulièrement, ils sont employés pour contrôler la boucle d’air du moteur Diesel. De tels actionneurs ont généralement une structure interne très complexe dont les caractéristiques sont protégées par des conventions de confidentialité. Notre travail dans cette thèse vise, en premier, à élaborer des procédures de modélisation et d’identification en prenant en compte une seule source de non linéarité, à savoir les frottements. Deux classes d’actionneurs sont ainsi étudiées et quatre procédures d’identification sont introduites permettant l’estimation des paramètres des systèmes et les coefficients des forces de frottement. Les résultats obtenus sont ensuite utilisés pour développer des simulateurs sous Simulink-MATLAB et AMESim dont la dynamique est expérimentalement validée via LabVIEW. Afin d’évaluer la dégradation des performances due au processus de vieillissement, la seconde partie du travail consiste en la réalisation des études de sensibilité quantifiant l’impact des variations paramétriques sur la réponse des actionneurs. Les techniques d’ANOVA (analyse des variances) et des plans d’expériences sont appliquées, en boucle ouverte et en boucle fermée, aux actionneurs étudiés. Les résultats issus des deux techniques sont cohérents permettant ainsi de valider les études réalisées.La dernière partie du travail a pour objectif l’élaboration de lois de commande robuste vis-à-vis des perturbations et des incertitudes de modélisation. Ainsi, trois stratégies de contrôle sont utilisées : PI-Flou (PI-Fuzzy controller), l’IDA-PBC (Interconnection and Damping Assignment - Passivity Based Control) et le backstepping. Les trois contrôleurs sont testés en présence et en absence d’incertitudes. Leur performance est démontrée en simulation en utilisant Simulink-MATLAB, et expérimentalement via LabVIEW
In the motorization field, electromechanical actuators are more and more employed. In particular, they are used to control the diesel engine air path. Such actuators have a very complex structure whose characteristics are generally protected by confidential agreements. This work firstly deals with the modelling and the identification of electromechanical systems, considering only one nonlinear phenomenon, i.e. the friction. Hence, two actuator categories are studied, and four identification procedures are designed allowing estimating both the system parameters and the friction coefficients. Effectiveness of the developed simulators is shown using Simulink-MATLAB, AMESim and LabVIEW. In order to evaluate the ageing impact on the actuator performance, this work secondly introduces two techniques of sensitivity analysis: ANOVA (Analysis Of Variance) and DOE (Design Of Experiments). These techniques are applied, in open and closed loop, to evaluate how the change in parameters may affect the output of such actuator. Both techniques lead to very similar results allowing validating the designed study.Finally, this work aims at the design of nonlinear friction compensation techniques. Therefore, three techniques are used: PI-Fuzzy controller, IDA-PBC (Interconnection and Damping Assignment - Passivity Based Control) and the backstepping. All controllers are tested with and without uncertainties. Their effectiveness is shown in simulation, using Simulink, and experimentally via LabVIEW

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

35

Marquis-Favre, Wilfrid. "Contribution à la conception et la modélisation des systèmes mécatroniques (et de leurs sous-systèmes mécaniques." Habilitation à diriger des recherches, INSA de Lyon, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00538162.

Full text

Abstract:

Ce mémoire d'Habilitation à Diriger des Recherches présente tout d'abord au chapitre 1 une vue globale et synthétique de mes activités depuis ma prise de poste en septembre 1998. Le chapitre 2, « Bilan des activités depuis la prise de poste », détaille le contenu de ma recherche, de mon enseignement et des responsabilités administratives. Il tente de mettre en évidence les liens forts de mes activités de recherche à celles d'enseignement. Le chapitre 3, « Développement des activités de recherche », présente de manière approfondie et technique les principaux travaux de recherche menés durant cette période. Il montre comment ces travaux ont évolué progressivement d'un contexte « post doctoral » sur des sujets en continuité de celui de ma thèse de doctorat vers une volonté d'animer un axe de recherche en proposant de nouveaux sujets au sein du laboratoire. La transition s'est effectuée par l'appropriation de l'axe de recherche en question. Le chapitre 4, « Conclusion et perspectives », présente un bilan général de l'évolution de mes activités de recherche et les met en perspectives à travers un certain nombre de propositions que je souhaite développer à l'avenir. Enfin, trois annexes récapitulent mes productions scientifiques, ma participation à la communauté et mon activité contractuelle, et finalement les textes des productions jugées les plus significatives par rapport à mes activités de recherche. Cette dernière annexe est fournie dans un document séparé pour en faciliter sa lecture.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

36

Brahim, Mouhanned. "Modeling and Position Control of Piezoelectric Motors." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS296/document.

Full text

Abstract:

Pour des applications depositionnement, les moteurs piézoélectriquesprésentent aujourd’hui une alternativeintéressante aux moteurs électromagnétiquesclassiques en raison de leur forte précision del’ordre de quelques nanomètres ainsi que de leurfaible niveau de bruit électromagnétique. Dansce contexte, les travaux de cette thèse portent surla modélisation, la conception, et l’implantationen temps réel de contrôleurs en position pour desmoteurs piézoélectriques. L’objectif est deproposer un système de contrôle en positionrobuste pour des applications robotiques avecun cahier des charges prédéfini. Trois moteurspiézoélectriques avec des principes defonctionnement différents (USR60, PAD7220,N-310.13) ont été choisis. Leurs modèlesélectromécaniques ont été développés afin devalider leurs principes de fonctionnement etd’analyser leurs comportements dynamiquesface à des perturbations (variation de couple decharge, de température, etc…). Ensuite, cesmodèles sont utilisés pour simuler et valider lesperformances des algorithmes de contrôle enboucle fermée notamment en termes deprécision, de robustesse et de stabilité. Desbancs de test expérimentaux ont été mis enœuvre pour les trois moteurs, et des modèlesréduits reliant les positions des moteurs auxsignaux de commande correspondants ont étéidentifiés expérimentalement. Deux contrôleursde position de type H-infini (H∞) et RST sontensuite synthétisés et simulés. Ces contrôleurssont implantés en temps réel sur les bancs detests expérimentaux via un système dSPACE.Les performances de chaque moteur associé à sacommande sont évaluées. Une étudecomparative entre les résultats expérimentauxde ces deux contrôleurs et ceux d’un contrôleurPID classique est aussi présentée
The Piezoelectric motors present aninteresting alternative to electromagneticsmotors for precise positioning systems. This ismainly due to their high accuracy in thenanometer scale, and to their very lowelectromagnetic noise levels. In this context, thework presented in this thesis deals with themodeling, design, and real time implementationof position controllers for piezoelectric motors.The objective is to propose robust closed loopposition controller of piezoelectric motors forrobotic applications. Based on the applicationspecification requirements, three motors withdifferent topologies (USR60, PAD7220, N-310.10) are selected. Their electro mechanicmodels are developed in order to validate theiroperating principle and to analyze theirdynamics.These models are also used to simulate thecontroller algorithms in closed loop.Experimental platforms based on the threemotors are designed, and the reduced modelslinking the motor positions to the correspondingcontrol signals are experimentally identified.Afterwards, two position controllers of type Hinfinity(H∞) and RST are synthesized andsimulated. These controllers are implemented inreal time via the experimental platformsequipped by dSPACE boards. The performancesof each motor in closed loop associated to theposition controllers are evaluated using theexperimental results. Comparative studybetween the experimental results of twoproposed controllers and conventional PIDcontroller is also presented.Université Paris-

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

37

Houda, Taha. "Human Interaction in a large workspace parallel robot platform with a virtual environment." Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASG047.

Full text

Abstract:

L'objectif de la thèse porte sur la définition, la mise oeuvre et l'évaluation d'un algorithme de restitution de mouvement prenant en compte les contraintes de perception du système vestibulaire chez l'humain et les contraintes liées à la physique du simulateur de mouvement utilisé. Ce dernier est constitué par une plateforme robotique série-parallèle à 8 degrés de liberté entièrement conçue dans le laboratoire et destinée principalement à l'assistance aux personnes présentant un handicap moteur. Cette restitution sensorielle nécessite des travaux de recherches pluridisciplinaires en robotique et en réalité virtuelle. Aussi, une formalisation de la modélisation dynamique, basée sur l'état de l'art, a été adaptée et les paramètres dynamiques optimisés et identifés à la plateforme de mouvement à 8 degrés de libertés. Plusieurs méthodes de génération de mouvement, gérant la redondance de la plateforme, ont été étudiées mises en oeuvre et comparées. La méthode basée sur l'optimisation par essaims particulaires (PSO) plus performante a été retenue. Cet algorithme est par la suite utilisé pour optimiser les paramètres du contrôleur de la plateforme par mode glissant.Le simulateur a été utilisé pour une application de ski en réalité virtuelle reproduisant la station de Combloux en Haute-Savoie dédiée aux personnes handicapées. Les résultats de simulation montrent un très bon suivi des consignes et une bonne réduction des oscillations. Ces travaux seront poursuivis par l'utilisation d'interfaces multi sensorielles de réalité virtuelle d'assistance à l'humain
The thesis objective relates to the denition, the implementation and the evaluation of a Motion Cueing Algorithm taking into account the perceptual constraints of the vestibular systemin humans and the constraints related to the movement physics of the used simulator. The latter consists of a series-parallel robotic platform with 8 degrees of freedom, entirely designed in the laboratory and intended primarily to assist people with motor disabilities. This sensory restitution requires multidisciplinary research work in robotics and virtual reality. Moreover, a formalization of dynamic modeling, based on the state of the art, was adapted and the dynamic parameters optimized and identied for the 8 degrees of freedom motion platform. Several methods of trajectory generation, exploitation of the platform redundancy, have been studied, implemented,and compared. The most e cient particle swarm optimization (PSO) method was chosen. This algorithm is then used to optimize the parameters of the platform controller in sliding mode. The simulator was used for a virtual reality ski application reproducing the Combloux resort in Haute-Savoie dedicated to disabled people. The simulation results show a very good trajectory tracking behavior and a good reduction in terms of oscillations. This work will be continued through the use of multi-sensory human-assisted virtual reality interfaces

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

38

Belhenini, Soufyane. "Etude de structures de composants micro-électroniques innovants (3D) : caractérisation, modélisation et fiabilité des démonstrateurs 3D sous sollicitations mécaniques et thermomécaniques." Thesis, Tours, 2013. http://www.theses.fr/2013TOUR4029/document.

Full text

Abstract:

Cette étude constitue une contribution dans un grand projet européen dénommé : 3DICE (3D Integration of Chips using Embedding technologies). La fiabilité mécanique et thermomécanique des composants 3D a été étudiée par des essais normalisés et des simulations numériques. L’essai de chute et le cyclage thermique ont été sélectionnés pour la présente étude. Des analyses de défaillance sont menées pour compléter les approches expérimentales. Les propriétés mécaniques des éléments constituant les composants ont fait l’objet d’une compagne de caractérisation complétée par des recherches bibliographiques. Les simulations numériques, dynamiques transitoires pour l’essai de chute et thermomécanique pour l’essai de cyclage thermique, ont été réalisées pour une estimation numérique de la tenue mécanique des composants. Les modèles numériques sont utilisés pour optimiser le design des composants et prédire les durées de vie en utilisant un modèle de fatigue
This work establishes a contribution in an important European project mentioned 3DICE (3D Integration of Chips using Embedding technologies). The mechanical and thermomechanical reliability of 3D microelectronic components are studied by employing standardized tests and numerical modeling. The board level drop test and thermal cycling reliability tests are selected for this study. Failures analysis has been used to complete the experimental study. The mechanical properties of elements constituting the microelectronic components were characterized using DMA, tensile test and nanoindentation. Bibliographical researches have been done in order to complete the materials properties data. Numerical simulations using submodeling technique were carried out using a transient dynamic model to simulate the drop test and a thermomechanical model for the thermal cycling test. Numerical results were employing in the design optimization of 3D components and the life prediction using a fatigue model

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

39

Offermann, Alexis. "Conception et validation d’un robot apte à effectuer des mesures sur ouvrage d’art." Thesis, Compiègne, 2021. http://www.theses.fr/2021COMP2603.

Full text

Abstract:

Cette thèse s’inscrit dans le domaine de la robotique pour l’analyse de la pathologie des structures pour le bâtiment et travaux publics. La réalisation de relevés photographiques est d’ores et déjà une technique largement utilisée pour faciliter le diagnostic des ouvrages. On cherche dans cette thèse à développer davantage la technique de relevé en permettant de faire un diagnostic au contact de la structure des ouvrages (allant d’un pont à une église en passant par les hôpitaux et écoles). La présentation de différentes solutions technologiques sera faite et permettra de faire un choix d’innovation technologique à investir. Le choix de solution retenu consiste à développer un drone à bras inclinable capable d’emporter la charge désirée (l’outil de mesure) sur la paroi. Cette étude pose un challenge à la fois sur le modèle mécanique non conventionnel mais également sur la conception d’un robot complexe. Une étude approfondie des lois de commande sera menée,implémentée et comparée dans cet ouvrage. Enfin, une plateforme informatique particulière a également été développée permettant le test rapide des différents algorithmes. Cette plateforme étant extrêmement versatile, elle pourra être réutilisée dans des travaux futurs. Enfin, ces travaux montrent le bon fonctionnement du vecteur drone pour réaliser la tâche qui lui incombe
This PhD. applies in the field of robotics for building inspection. Buildings are understood here as huge constructions such as bridges or churches. Using photogrammetry to analyses the structure of these kind of buildings is nowadays a common technique. To extend the analysis methodologies, we propose in this document to imagine a way to bring tools directly in contact with the buildings. Multiple solution possibilities are presented for a final choice. The chosen solution consists of designing a drone able to tilt its arms to bring the building inspection tool directly onto the wall of the construction. This leads to a double challenge. Firstly, the mechanical part of designing such a complex and non-common drone. Secondly,the development and real time testing of the control algorithm. Eventually, this manuscript proposes to use a particular software architecture joining fast experimentations and validation of the control laws. This platform being very versatile, it is also possible to consider re-using it for different applications in future works. The experimentations reveal good results, promoting the usage of the drone as a carrying vector to bring the tools onto the construction

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

40

Zheng, Chen. "Design and integration of multi-disciplinary interfaces : method and modelling language for mechatronic systems engineering." Thesis, Compiègne, 2015. http://www.theses.fr/2015COMP2241/document.

Full text

Abstract:

Les systèmes mécatroniques sont caractérisés par la combinaison synergique de la mécanique, de l'électronique et de l'informatique en temps réel. Ils possèdent leur propre cycle de vie et doivent associer des expertises métiers et des technologies très variées, ce qui rend leur conception plus complexe et nécessairement plus intégrée. Afin de mettre en œuvre une approche permettant d’assurer une meilleure intégration fonctionnelle et spatiale des systèmes mécatroniques, et plus particulièrement sur l’axe développement de produit en assurant une meilleure combinaison des expertises métier, deux types de problématiques doivent être surmontés. La première problématique a trait aux données de conception alors que la seconde est relative aux processus. La contribution de nos travaux de thèse s’appuie sur deux concepts complémentaires. Le premier, un modèle d’interfaces multidisciplinaires, est proposé pour répondre à la problématique relative aux données de conception. Ces interfaces s’appuient sur l’architecture du système et précisent quels transferts existent entre les composants conçus par les différentes disciplines. Instanciées dans le modèle de données, les interfaces multidisciplinaires permettent d’échanger et de partager les informations entre les différentes disciplines. Le second concept concerne la méthode de conception basée sur le modèle d’interfaces multidisciplinaires. Cette méthode est définie pour pouvoir établir le processus d’ingénierie et permettre une meilleure intégration des expertises métiers tout au long de la conception des systèmes mécatroniques. Enfin, les deux propositions sont implémentées par l’intermédiaire d’un démonstrateur basé sur 3DEXPERIENCE Platform. Un système de mesure 3D, combinaison synergique de la mécanique, de l'électronique, de l'informatique et l’optique, est utilisé afin de démontrer et de valider les contributions par nos travaux en termes d'intégration multidisciplinaire des expertises métier lors de la conception des systèmes mécatroniques
Mechatronic system is considered as a synergetic combination of mechanical engineering, electronic engineering and computer engineering. Such mechatronic system has its own lifecycle and should integrate different disciplines and various technologies. Therefore the design of mechatronic systems becomes increasing complex. In order to propose an approach to achieve a better functional and spatial integration of mechatronic systems, especially to achieve a higher integration of different disciplines during the design process of mechatronic systems, two kinds of problems must be overcome. The first problem is related to design data of mechatronic systems while the second is related to the design process. The contribution of the thesis is based on two complementary concepts. The first contribution, the multi-disciplinary interface model, is proposed to address the issue of design data. These interfaces are based on the system architecture and specify which transfers exist between components designed by the project teams of different disciplines. Instantiated in the data model, multi-disciplinary interfaces enables a better data exchange and sharing among the engineers of different disciplines. The second concept concerns the design method based on the multi-disciplinary interface model. This method is proposed to establish the process for mechatronic engineering in order to achieve a better multi-disciplinary integration for the design of mechatronic systems. Finally, the two propositions are then implemented in a demonstrator developed based on 3DEXPERIENCE Platform. A 3D measurement system, considered as a synergistic combination of mechanical engineering, electronic engineering, computer engineering and optical engineering, is used to demonstrate and validate the propositions of the thesis in terms of multi-disciplinary integration for the design of mechatronic systems

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

41

Khammassi, Montassar. "Optimisation d’un système poly-articulé imparfait : méthode numérique multi-physique d’aide à la convergence sur le design d’une vanne multivoie." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLV027/document.

Full text

Abstract:

La maîtrise de la gestion thermique du moteur à combustion interne permet de répondre à des problématiques telles que la réduction de la consommation de carburant et des émissions de polluants. Cette gestion peut être réalisée par des systèmes mécatroniques, plus précisément grâce à une vanne électromécanique multivoie, appelée ACT valve (Active Cooling thermo-management valve), permettant de mettre en œuvre une stratégie de gestion thermique lors du contrôle des températures dans différentes branches du circuit de refroidissement du moteur thermique.L’objectif du travail est d’améliorer la robustesse du processus de conception de cette vanne en tenant compte des contraintes fonctionnelles multi-physiques telles que la déformation, l’usure, mais aussi de contraintes de fabrication et de tolérancement géométrique liées au processus d’injection des pièces thermoplastiques. Ces incertitudes doivent être prises en compte dès la phase de la conception pour assurer l'efficacité et la fiabilité de ces vannes jusqu'à la fin de leurs vies.Ces travaux de thèses proposent tout d’abord une nouvelle méthode de conception de ces vannes qui se base sur des modèles numériques multi-physiques permettant à tous les métiers d’avoir une base de données commune. Validés expérimentalement, Ces modèles ont permis de mettre en évidence la sensibilité de certains paramètres géométriques sur le couple développé par l’actionneur de la vanne et de s’assurer de la fiabilité du système par la prédiction de l’usure sur un des éléments clés de l’ACT valve.Bien que l’analyse de sensibilité nous ait permis de comprendre l’influence de certains paramètres sur le système, nous avons proposé une nouvelle technique d’identification des configurations optimales du design de cette vanne en utilisant une méthode d’optimisation méta-heuristique multi-objectifs. Les suggestions de conception offertes par cette méthode permettent de réduire le couple résistant sur l’actionneur de la vanne ainsi que l’encombrement global du système
The thermal management of the internal combustion engine can solve issues related to fuel consumption reduction and pollutant emissions. This management can be applied using mechatronic systems, more precisely thanks to a multi-way electromechanical valve, called ACT valve (Active Cooling thermo-management valve), that presents a thermal management strategy when controlling temperatures in different branches of the engine cooling circuit.The aim of this work is to improve the robustness of the design process of this valve taking into account the multi-physical functional constraints such as deformation, wear, but also geometrical tolerances constraints related to the thermoplastic parts manufacturing process. These uncertainties must be taken into account in the first steps of the design phase to ensure the effectiveness and reliability of this valve over its lifetime.This work first proposes a new method of designing these valves, which is based on multi-physical modeling, allowing the product designers to have a common database. Experimentally validated, these models made it possible to highlight the sensitivity of certain geometrical parameters on the torque developed by the actuator of the valve and to make sure of the reliability of the system with wear prediction on one of the key elements of ACT valve.Although the sensitivity analysis allowed us to understand the influence of certain parameters on the system, we proposed a new technique for identifying optimal configuration configurations of this valve using a metaheuristic, multi-objective optimization method. The design suggestions offered by this method can reduce the resistive torque on the valve DC-actuator as well as the overall packaging

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

42

Li, Jing. "Design of mechatronic products based on user-customized configuration : an application for industrial robots." Thesis, Compiègne, 2015. http://www.theses.fr/2015COMP2211/document.

Full text

Abstract:

Désormais, les clients ne se satisfont plus seulement d’une offre diversifiée de produits mais ils demandent à être partie prenante pendant les processus de développement et de configuration afin d’obtenir des produits le plus personnalisés possible en regard de leurs attentes. La contribution des clients à ces processus conduit à des changements dans l’organisation de la conception, dans le modèle de gestion de l'entreprise, la définition du produit. Tout d'abord, nous présentons le modèle de conception en configuration personnalisée nommé Auser. Nous décrivons tout d’abord les fondamentaux théoriques du modèle de conception en configuration pour personnalisation orientée utilisateur. Dans le deuxième chapitre, la méthode de conception est étudiée, y compris la description formelle des entités décrivant le produit, la construction de l'ontologie ainsi que la modélisation par fonctions, composants et services. Le troisième chapitre présente la configuration de modèle de produit personnalisé par l'utilisateur final du robot industriel. Ces utilisateurs peuvent spécifier les objectifs et contraintes de la mise en œuvre des robots industriels par le biais des paramètres et attributs
In today's market, obtaining a variety of products through configuration design has become increasingly common. However, with the development of the market, customers have not only satisfied the company offering a variety of products, and more demands on participating in the process of configuration design by themselves, so that they can obtain fully personalized products. Customer participation leads to the changes of design process, company's management model, etc. Based on the above problem, this thesis takes industrial robot as an example, and studies the management issues related to the customer involved in the design, in order to address the contradiction between product diversification, personalized requirements and the long design cycle and high manufacturing costs. Firstly, Auser-customized configuration design pattern is presented. The theory source of user-customized configuration design pattern is introduced, and then the related concepts are expounded. The corresponding business mode of user-customized configuration design pattern is given, and the key technologies to realize business mode is studied. System dynamics models were established for user-customized configuration design business mode and for traditional business mode of industrial robots by Anylogic simulation software. Secondly, the component-based theory and method are studied, including the formal description of things, ontology representation, componentization and servitization. On this basis, the componentization description model is established for the product parts. And the model is represented as service-component. Next, the formation process and extension method of service-component are introduced. An example of industrial robot components modeling is analyzed, includingestablishing industrial robot domain ontology by protégé, describing, instantiating and extensing components. Thirdly, the industrial robot user-customized configuration design template is constructed, and users can obtain the industrial robot meeting constraints through parameters setting; The kinematics and dynamics analysis on template is taken by Simscape model, and the dynamic parameters is analyzed, and the finite element analysis on template is taken by ANSYS, including statics analysis and modal analysis. The parameters flow process in template is analyzed. Then taking industrial robot user-customized configuration design using configuration template as an example, the configuration template is analyzed in application. Fourthly, the internal algorithm of user-customized configuration design is researched. Platform-based and user-leading user-customized configuration design process is constructed, and then the internal algorithm to keep the design running smoothly is studied, including the degree of freedom determination, fuzzy demand calculation, and service-component configuration and the configuration program evaluation. A case analysis is also taken for the internal algorithm Finally, on the basis of the previous section, the prototype system design of the open design platform is taken. Based on system requirements analysis and system design, the main pages of the platform are designed, and the key functions are introduced

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

43

Reysset, Aurelien. "Conception préliminaire d'actionneurs électromécaniques - outils d'aide à la spécification et à la génération de procédures de dimensionnement pour l'optimisation." Thesis, Toulouse, INSA, 2015. http://www.theses.fr/2015ISAT0003/document.

Full text

Abstract:

Cette thèse a pour objectif d’apporter un ensemble d’outils logiciels s’inscrivant dans une méthodologie globale de conception de systèmes mécatroniques. Elle arrive en complément de travaux déjà menés au sein du laboratoire sur le pré-dimensionnement d’actionneurs aéronautiques de nouvelle génération : les actionneurs électromécaniques (EMA). Cette technologie apporte de nouvelles problématiques qui forcent les ingénieurs à modifier leur processus de développement et ce dès la phase de spécification où des profils de mission devront être générés/transformés/analysés de manière à simplifier la conception et assurer leur validation. Une toolbox Simulink a donc été créée dans cette thèse pour répondre à ce besoin de transformation de l’information entre avionneur et systémier. Comme tout système embarqué, le concepteur fait face à des compromis entre performances, durée de vie et intégration, qui peuvent se résumer à un problème d’optimisation décrit par un ensemble d’équations et de contraintes. Un effort particulier de description a été mené sur le conditionnement de ces équations sous la forme d’un séquencement de calculs explicites adaptés aux algorithmes d’optimisation. La méthode et son implémentation logicielle, toutes deux basées sur la théorie des graphes, interagissent avec le concepteur de manière à l’informer des erreurs de singularité ou de bouclages algébriques apparaissant dans son problème et à lui fournir des pistes de résolution. Pour finir, des études de pré-dimensionnement d’actionneurs de train d’atterrissage et de surfaces de vol primaires (aileron et spoiler), réalisées dans le cadre de cette thèse, dresseront les possibilités offertes par cette approche innovante : conception intégrée avec une cinématique complexe, conception collaborative pluri-partenaires découplée, utilisation de surfaces de réponse pour accélérer l’optimisation
The aim of this thesis is to bring a package of software tools included in a whole methodology dealing with mechatronic systems design. It comes as an add-on to the work already carried out at the laboratory in the field of the new generation of aircraft actuation systems: electromechanical actuators (EMA). This technology triggers new problematics leading the engineers to modify their development process as early as the specification phase, when mission profiles have to be generated/transformed/analyzed in order to simplify the design and ensure the validation step. Thus a Simulink toolbox has been created to meet the need for an information translator working as an intermediate between airframer and system-supplier. As for all the embedded systems, the designer has to face some performance-lifetime-integration trade-off, which can be considered as an optimization problem described by a set of equations and constraints. Particular attention is paid here to the conditioning of those explicit equations in order to obtain a standardized calculation sequence adapted to many optimization algorithms. The method and implemented software, both based on the graph theory, interact with the designer to inform him on the possible singularity and algebraic loop issues, providing some leads for their resolution. Finally, some preliminary sizing studies of landing gear and primary flight control surfaces (aileron and spoiler) actuation systems are presented to highlight the possibilities brought out by this innovative approach: integrated design with complex kinematics, collaborative multi-partners design, use of response surfaces to speed up the optimization

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

44

Ben, Said Amrani Nabil. "L’évaluation de la fiabilité d’un système mécatronique en phase de développement." Thesis, 2019. http://www.theses.fr/2019ANGE0024.

Full text

Abstract:

L’étude de la fiabilité des systèmes mécatroniques est un axe de recherche relativement récent. Ces études doivent être menées au plus tôt au cours de la phase de conception, afin de prévoir, modéliser et concevoir des systèmes fiables, disponibles et sûrs et de réduire les coûts et le nombre de prototypes nécessaires à la validation d’un système. Après avoir défini les systèmes mécatroniques et les notions de sûreté de fonctionnement et de fiabilité, nous présentons un aperçu des approches existantes (quantitatives et qualitatives) pour la modélisation et l’évaluation de la fiabilité, et nous mettons en évidence les points d’amélioration et les pistes à développer par la suite.Les principales difficultés dans les études de fiabilité des systèmes mécatroniques sont la combinaison multi-domaines (mécanique, électronique,informatique) et les différents aspects fonctionnels et dysfonctionnels (hybride, dynamique, reconfigurable et interactif). Il devient nécessaire d’utiliser de nouvelles approches pour l’estimation de la fiabilité.Nous proposons une méthodologie d’évaluation de la fiabilité prévisionnelle en phase de conception d’un système mécatronique, en prenant en compte les interactions multi-domaines entre les composants, à l’aide de la modélisation par Réseaux de Pétri,Réseaux bayésiens et fonctions de croyance.L’évaluation de la fiabilité en phase de développement doit être robuste, avec une confiance suffisante et prendre en compte tant les incertitudes épistémiques concernant les variables aléatoires d’entrée du modèle utilisé que l’incertitude sur le modèle pris en hypothèse. L’approche proposée a été appliquée à l’«actionneur intelligent» de la société Pack’ Aero
Reliability analysis of mechatronic systems is one of the most dynamic fields of research. This analysis must be conducted during the design phase, in order to model and to design safe and reliable systems. After presenting some concepts of mechatronic systems and of dependability and reliability, we present an overview of existing approaches (quantitatives and qualitatives) for the reliability assessment and we highlight the perspectives to develop. The criticality of mechatronic systems is due, on one hand, to multi-domain combination (mechanical, electronic, software), and, on the other hand, to their different functional and dysfunctional aspects (hybrid, dynamic, reconfigurable and interactive). Therefore, new approaches for dependability assessment should be developped. We propose a methodology for reliability assessment in the design phase of a mechatronic system, by taking into account multi-domain interactions and by using modeling tools such as Petri Nets and Dynamic Bayesian Networks. Our approach also takes into account epistemic uncertainties (uncertainties of model and of parameters) by using an evidential network adapted to our model. Our methodology was applied to the reliability assessment of an "intelligent actuator" from Pack’Aero

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

45

Diouf, Mamadou. "Correcteur automatique d'assiette pour engins de manutention." Phd thesis, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00564280.

Full text

Abstract:

Ce travail consiste à apporter une assistance à la conduite d'engins de manutention, en déchargeant le pilote du contrôle de l'organe terminal. Le système concerné est un engin de chantier équipé d'un bras poly-articulé actionné par des vérins hydrauliques. Le correcteur automatique d'assiette vise à maintenir quasi-constant l'angle de l'outil afin d'assurer le non-renversement de charges lors des phases de manutention. L'élaboration de la loi de commande du dernier vérin passe par une phase de modélisation multi-physique de l'engin, afin de prendre en compte ses spécificités mécaniques et hydrauliques, en particulier la non linéarité liée à la structure de l'embiellage de l'outil et la zone morte du servo-distributeur. Basés sur la seule utilisation de la mesure de l'inclinaison de l'outil, trois schémas de commande robustes ont été construits puis testés en simulation et sur engin : Retour d'Etat avec Observateur Etendu, Time delay Control, Sliding Mode Control. D'autre part, une stratégie originale consistant à contrôler l'angle du vecteur accélération de la charge, pour la maintenir plaquée sur l'outil, a également été examinée.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

46

Gomand, Julien. "Analyse de systèmes multi-actionneurs parallèles par une approche graphique causale - application a un processus électromécanique de positionnement rapide." Phd thesis, 2008. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00004849.

Full text

Abstract:

L'augmentation des cadences de production nécessite la recherche de performances dynamiques toujours plus élevées pour les dispositifs de positionnement, conduisant à l'utilisation d'axes multi-actionneurs parallèles. Une configuration bi-actionnée en gantry est une solution mécanique qui permet de conférer une accélération élevée à l'axe, mais pose la problématique de la synchronisation des actionneurs mis en collaboration. Un état de l'art de la commande de tels dispositifs électromécaniques met en évidence un manque général de prise en compte du couplage mécanique entre les deux actionneurs, conduisant à des architectures de commande complexes sur le plan structurel et du réglage. L'approche proposée dans cette étude constitue une alternative à ces commandes en mettant en œuvre une approche graphique structurée selon les lois de la causalité physique. Dans un premier temps, l'axe en gantry sert de support à l'étude de propriétés graphiques du formalisme Graphe Informationnel Causal (GIC) développé au L2EP. L'ordonnancement des représentations selon la causalité intégrale conduit à une simplification globale de l'analyse structurelle des systèmes physiques, facilitant le choix des variables d'état indépendantes à contrôler. La modélisation dynamique proposée pour l'axe considéré, associée à des méthodes d'identification expérimentale, est exploitée pour la déduction d'architectures de commande et de méthodes de réglage permettant d'améliorer les performances de synchronisation dynamique des deux actionneurs par une meilleure gestion du couplage. Les problématiques de la modélisation et de la compensation des ondulations de force générées par les moteurs linéaires synchrones à aimants permanents, ainsi que de la gestion énergétique de l'ensemble de l'axe sont également abordées.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Dissertations / Theses on the topic 'Modélisation mécatronique'

Create a spot-on reference in APA, MLA, Chicago, Harvard, and other styles