Unités d'actionneurs-capteurs colocalisées-duales pour le contrôle actif vibratoire décentralisé

• Main Author: Brunet, Yvonnick
• Other Authors: [non identifié]
• Language: French
• Published: Université de Sherbrooke 2008
• Online Access: http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/1418

Le contrôle actif de bruit s'oppose au contrôle passif (qui consiste en des traitements acoustiques) et a l'avantage de travailler mieux en basses fréquences contrairement au contrôle passif. Cette technique nécessite la distribution de nombreux actionneurs PZTs et de capteurs PVDFs de type piézoélectriques sur une structure de type plaque pour contrôler les vibrations. À partir des informations des capteurs, le contrôleur génère les commandes aux actionneurs. Dans le cas où le contrôleur traite toutes les mesures des capteurs pour générer les commandes aux actionneurs, alors il est de type centralisé, alors que le contrôleur décentralisé abordé dans ce mémoire consiste à avoir un contrôleur indépendant pour chaque couple de capteur-actionneur.Le contrôle décentralisé est intéressant par rapport au contrôle centralisé, car il est capable de contrôler les vibrations même si une unité ne fonctionne plus, mais a l'inconvénient d'être instable sur certaines plages de fréquences. Une condition de stabilité est d'assurer la passivité du système à contrôler, pour cela il faut la colocalisation des unités (les actionneurs à la même place des capteurs) et la dualité des variables mesurées par rapport aux variables contrôlées (le produit des variables doit être ainsi égal à une puissance ( J.s -l )). La double condition de colocalisation et dualité est respectée du moment qu'une seule entité fait office d'actionneur-capteur (concept du sensoriactuator ). Même en respectant la passivité clu système, certaines plages de fréquences ne peuvent pas être contrôlées en expérimental. Il faut donc connaître la fonction de transfert de la plaque entre les capteurs et les actionneurs cf trouver une matrice de contrôle capable de rendre le système stable sur toute la plage de fréquences [0-800] Hz notamment avec l'algorithme du meilleur déphasage qui consiste à faire une rotation des valeurs propres du système. Cette fonction de transfert est aussi l'admittance mécanique du système car l'actionneur est commandé par une tension U et le capteur mesure une quantité de charges q au cours du temps (ceci crée un courant I ). Ce mémoire vise clone la conception d'unités actionneurs-capteurs ou sensoriactuator PZTs pour le contrôle actif décentralisé de vibration des structures planes.Le premier objectif est de faire une preuve de concept du modèle vibratoire de la plaque avec les unités capteurs-actionneurs.Le second objectif est de faire du contrôle actif décentralisé avec 7 unités actionneurs-capteurs en vis-à-vis sur une plaque. Dans le chapitre du modèle théorique, chaque unité est modélisée par un modèle électrique équivalent incluant le couplage électro-mécanique du piézoélectrique et le modèle modal de vibration de plaque. Ce modèle permet de calculer l'admittance mécanique vue par l'unité de manière théorique. Il permet aussi de concevoir l'électronique de commande du PZT et l'électronique de mesure de la déformation (amplificateur de tension ou de charge) du PVDF ou du PZT en mode capteur. À partir de ces deux montages électroniques de commande du PZT et de mesure de la déformation en amplificateur de charge, l'électronique de conditionnement du sensoriactuator en est déduit. Ces électroniques permettent aussi la formulation des admittances mécaniques estimées. Ces admittances sont comparées aux admittances simulées dans différentes configurations actionneurs capteurs: PZT-PVDF, PZT-PZT et sensoriactuator PZT. Les admittances mécaniques théorique et expérimentale dans les configurations PZT-PVDF et PZT-PZT coïncident en ajustant la phase et le gain. Par contre, dans le cas (le la configuration du sensoriactuator, il faut réajuster la valeur de la capacité dans les compensations électroniques pour obtenir (les admittances mécaniques simulées et expérimentales qui se ressemblent.Le contrôle actif est implanté en expérimental pour pouvoir contrôler toute la plage de fréquences [0-800] Hz avec les 7 unités PZT-PVDF s. Les tests de stabilités démontrent les plages de fréquences non contrôlables par la matrice de contrôle identité, par l'algorithme du gradient et par l'algorithme de Newton-Raphson. Ces algorithmes n'arrivent pas à stabiliser le système, alors que l'algorithme du meilleur déphasage permet de contrôler toute la plage de fréquences [0-800] Hz.