Commande structurée H-infinie de la dynamique rigide et aéro-élastique d'un avion civil

La synthèse des lois de commande d'un avion de transport civil est un défi complexe ; l'avion évolue en effet dans un domaine très large. Les lois de commande sont généralement séquencées en fonction de paramètres comme la vitesse ou l'altitude afin de tenir compte du changement de dynamique d'une condition de vol à une autre. Ces lois doivent en revanche être robustes à des variations de la masse ou de la position du centre de gravité. La synthèse doit finalement trouver le compromis idéal entre robustesse et performance afin d'obtenir la certification de l'avion. Afin de réduire la consommation de carburant et d'augmenter les distances franchissables, la nouvelle génération d'avions civils est composée de matériaux, plus légers et plus souples qui réduisent la rigidité de la structure de l'avion, et provoquent l'apparition d'oscillations perturbatrices; l'avion devient alors plus flexible. Avec des bandes passantes larges, les contrôleurs sont alors capables de détecter ces oscillations perturbatrices, qui influencent les commandes. Optimisées pour les dynamiques rigides, les lois de commandes ne sont plus aussi stables et aussi performantes, et peuvent entraîner l'excitation des modes souples de la structure. Il devient alors nécessaire de tenter de modéliser ces dynamiques flexibles et de procéder à un nouveau réglage des lois de commande en incluant le modèle aérolastique de l'avion. Le but de ce projet est donc de produire une loi de commande qui prend en compte les modèles rigides et flexibles, et qui propose un compromis entre performance et robustesse. Pour effectuer ces nouveaux réglages, on propose d'utiliser une nouvelle méthode de synthèse appelée la synthèse HOE structurée. Cette méthode multi-modèle permet de fixer l'architecture du contrôleur à régler, et de chercher la solution optimale qui respecte des contraintes préalablement définies tout en minimisant d'autres contraintes. Cette méthode semble donc bien adaptée à un contexte industriel où l'on cherche à satisfaire un cahier des charges rempli de contraintes de différentes natures, tout en maintenant une architecture de commande la plus simple possible. À partir des données fournies par Bombardier Aerospace, on prouve d'abord que la technique peut être utilisée pour produire une loi de commande certifiable pour un avion civil. Pour cela, on synthétise un contrôleur robuste auto-séquencé qui satisfait l'ensemble des requis de performance et de stabilité. Dans cette première application, on considère l'ensemble des points de vol de la configuration d'atterrissage de l'avion.