Robust Incremental Sensor-Based Control for Flexible Aircraft

La recherche d’une meilleure efficacité énergétique incite l’industrie aéronautique à utiliser des matériaux plus légers, mais plus flexibles. Cela accentue les interactions dynamiques entre les déformations élastiques des surfaces portantes et les forces aérodynamiques qu’elles génèrent, entraînant l’apparition de phénomènes aéroservoélastiques (ASE) indésirables qui perturbent les commandes de vol. L’approche courante repose sur le séquencement de gains avec des filtres coupe-bande, ce qui nécessite des modèles aérodynamiques précis et des réglages fins, engendrant des coûts croissants pour le développement des lois de commande. Dans ce contexte, cette thèse vise à établir un processus de conception des systèmes de commande de vol pour avions flexibles, en proposant l’inversion incrémentale de la dynamique non linéaire (Incremental Nonlinear Dynamic Inversion, INDI) comme alternative au séquencement de gains, et en exploitant la synthèse H∞ structurée pour optimiser de manière robuste et automatique les nombreux réglages requis. La commande INDI est d’abord analysée en profondeur afin d’en raffiner ses hypothèses simplificatrices en tests quantitatifs d’applicabilité, facilitant ainsi son utilisation en pratique. Cette analyse révèle que plusieurs hypothèses ne sont que suffisantes, mais non nécessaires. En particulier, l’architecture classique de INDI peut être reformulée sous une forme plus complexe intégrant un prédicteur de Smith. À la lumière de ces investigations, des tests quantitatifs sont proposés, accompagnés de suggestions de techniques de mitigation en cas d’échec. Ces contributions renforcent la maturité de la technologie étudiée et étendent son applicabilité à une plus grande classe de systèmes.