Contrôle d'attitude d'un lanceur en phase atmosphérique approche par applications gardiennes

Dans un premier temps, la modélisation d'un lanceur spatial met en avant l'importance des variations des paramètres au cours de l'ascension. Ils sont en effet fortement dépendants de la variation de la masse avec la consommation des ergols. Le modèle utilisé prend ainsi en compte cette évolution en linéarisant les équations autour de 6 points de vol principaux, pour obtenir des modèles linéaires invariants dans le temps. Chacun de ces modèles devra être stabilisé par une unique loi de commande, tout en respectant les performances désirées. La considération des modes de flexion du lanceur rend alors la synthèse plus complexe. Une autre conséquence de l'évolution temporelle est le séquencement des gains des contrˆo- leurs obtenus. Il est en effet montré dans le mémoire qu'aucun réglage constant du correcteur adopté ne permet de respecter le cahier des charges sur toute la trajectoire. Ensuite, la complexité de modélisation du lanceur complet amène à considérer les erreurs et les incertitudes de modèle. Elles sont là encore un enjeu majeur du projet puisqu'il faut pouvoir assurer les performances nominales précédentes de façon robuste. Les applications gardiennes, de par leur propriétés, se sont révélées les plus adaptées pour traiter un tel pro- blème de séquencement avec respect de performances robustes. Dans cette optique, un aspect essentiel de la Maîtrise porte sur le développement de méthodes de synthèse basées sur les applications gardiennes. Il est en effet apparu que les quelques travaux portant sur ce sujet développaient essentiellement la théorie, et que la mise en œuvre de ces méthodes pouvait être améliorée. Deux approches sont ainsi développées à travers le projet. La première s'appuie sur une vi- sualisation graphique des lieux d'annulation des applications gardiennes. Un programme basé sur l'analyse d'image permet de vérifier automatiquement les réglages des gains qui satisfont les contraintes. La seconde méthode s'appuie sur une optimisation portant sur les applications gardiennes dans des zones d'intérêt. Par itérations successives, il est alors possible de partir du système en boucle ouverte pour aboutir à un réglage des gains acceptable en boucle fermée. Les méthodes élaborées ont été testées et éprouvées sur le cas du lanceur, avec le cahier des charges fourni par ASTRIUM-ST. Cette application pratique a été motivée par la complexité du système, les contraintes variées à considérer et l'importance de la robustesse pour ce type de commande. Autant de contraintes qui ont permis de valider l'intérêt et l'efficacité des applications gardiennes sur ce type de problème.