Commande hybride d'un système à suspension active

Cette thèse traite la modélisation, d’un système de suspension active électrohydraulique, du développement des lois de commande et leur implantation en temps réel pour des fins de validation. Les stratégies de contrôle employées et développées utilisent des approches de commande linéaire, nonlinéaire, et de commande adaptative avec des structures simples ou hybrides. Dans le cadre de cette thèse, nous avons développé une méthode de commande nonlinéaire hybride pour contrôler la position et la force appliquées sur un banc de suspension active représentant la suspension active d’un véhicule. La structure hybride combine deux contrôleurs nonlinéaires en utilisant deux filtres passe bas. Cette structure consiste en une loi de commande nonlinéaire qui contient des fonctions et des gains variables. Les contrôleurs sont développés en utilisant le mode de glissement pour sa robustesse malgré le broutement (chattering) produit dans la loi de commande. Une chose importante à traiter en contrôle de mode de glissement est la réduction du broutement. La loi d’atteint exponentielle est une des techniques existant pour réduire le broutement dans la loi de commande nonlinéaire. La technique a été testée en simulation ainsi qu’en temps réel pour des fins de validation dans cette thèse. Pour améliorer la performance du contrôleur proposé dans le paragraphe précédent, nous avons ajouté un autre contrôleur de logique floue basé sur les surfaces de glissement pour les tests de validation. Dans le contrôleur de logique floue, les entrées sont les surfaces de glissement de la position et de la force qui sont calculés instantanément dans le système. Le contrôleur de logique floue varie les gains des filtres efficacement pour améliorer la performance de contrôleur proposé utilisé dans la structure hybride. La stabilité de structure hybride est renforcée par la stabilité de chaque contrôleur employé dans cette structure. La popularité de contrôleur PID nous a motivé à l’intégrer dans la structure hybride. Vu que le contrôleur PID est facile à intégrer dans les applications industrielles et dans les systèmes embarqués, un contrôleur hybride basé sur des contrôleurs PID est construit et testé pour déterminer une force désirée en gardant la position dans ses limites. La structure hybride composée des contrôleurs PID et contrôleurs de mode de glissement a prouvé sa validité à travers des séries de tests en simulation et en temps réel. Les résultats montrent qu’un contrôleur hybride peut réduire la perturbation exercée sur un système à suspension active et suivre une trajectoire de force désirée générée à partir des paramètres du système. Ce double aspect ne peut être réalisé par un contrôleur simple et même un contrôleur nonlinéaire. Les contrôleurs simples sont faits pour réaliser un seul objectif (force ou position) et parfois garder des variables dans leurs limites. En revanche, la structure hybride est devenue de plus en plus populaire pour les applications multitâches surtout en robotiques. Autrement dit, le contrôle composé de deux contrôleurs a prouvé son efficacité dans plusieurs domaines. Dans le même sens, un contrôleur PID dual loop (PIDDL) a été développé et présenté sous une forme adaptative à travers des fonctions adaptatives pour contrôler la position de banc d’essai à suspension active. Le PIDDL pourrait être intégré dans la structure hybride pour avoir une nouvelle structure basée sur un contrôleur considéré comme une extension de contrôleur PID. Des contrôleurs à logique flou sont employés sous une structure adaptative avec des retours des sorties des même contrôleurs pour mettre à jour les gains essentiels de contrôleurs PID et PIDDL. Le contrôleur PIDDL avec des gains variables a été testé et validé à travers une série des comparaisons avec le PID et d’autres contrôleurs. Les résultats obtenus ont prouvé la validité du contrôleur proposé en surpassant les autres contrôleurs en termes de performance

Active suspension control of electric vehicle with in-wheel motors

In-wheel motor (IWM) technology has attracted increasing research interests in recent years due to the numerous advantages it offers. However, the direct attachment of IWMs to the wheels can result in an increase in the vehicle unsprung mass and a significant drop in the suspension ride comfort performance and road holding stability. Other issues such as motor bearing wear motor vibration, air-gap eccentricity and residual unbalanced radial force can adversely influence the motor vibration, passenger comfort and vehicle rollover stability. Active suspension and optimized passive suspension are possible methods deployed to improve the ride comfort and safety of electric vehicles equipped with inwheel motor. The trade-off between ride comfort and handling stability is a major challenge in active suspension design. This thesis investigates the development of novel active suspension systems for successful implementation of IWM technology in electric cars. Towards such aim, several active suspension methods based on robust H∞ control methods are developed to achieve enhanced suspension performance by overcoming the conflicting requirement between ride comfort, suspension deflection and road holding. A novel fault-tolerant H∞ controller based on friction compensation is in the presence of system parameter uncertainties, actuator faults, as well as actuator time delay and system friction is proposed. A friction observer-based Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy H∞ controller is developed for active suspension with sprung mass variation and system friction. This method is validated experimentally on a quarter car test rig. The experimental results demonstrate the effectiveness of proposed control methods in improving vehicle ride performance and road holding capability under different road profiles. Quarter car suspension model with suspended shaft-less direct-drive motors has the potential to improve the road holding capability and ride performance. Based on the quarter car suspension with dynamic vibration absorber (DVA) model, a multi-objective parameter optimization for active suspension of IWM mounted electric vehicle based on genetic algorithm (GA) is proposed to suppress the sprung mass vibration, motor vibration, motor bearing wear as well as improving ride comfort, suspension deflection and road holding stability. Then a fault-tolerant fuzzy H∞ control design approach for active suspension of IWM driven electric vehicles in the presence of sprung mass variation, actuator faults and control input constraints is proposed. The T-S fuzzy suspension model is used to cope with the possible sprung mass variation. The output feedback control problem for active suspension system of IWM driven electric vehicles with actuator faults and time delay is further investigated. The suspended motor parameters and vehicle suspension parameters are optimized based on the particle swarm optimization. A robust output feedback H∞ controller is designed to guarantee the system’s asymptotic stability and simultaneously satisfying the performance constraints. The proposed output feedback controller reveals much better performance than previous work when different actuator thrust losses and time delay occurs. The road surface roughness is coupled with in-wheel switched reluctance motor air-gap eccentricity and the unbalanced residual vertical force. Coupling effects between road excitation and in wheel switched reluctance motor (SRM) on electric vehicle ride comfort are also analysed in this thesis. A hybrid control method including output feedback controller and SRM controller are designed to suppress SRM vibration and to prolong the SRM lifespan, while at the same time improving vehicle ride comfort. Then a state feedback H∞ controller combined with SRM controller is designed for in-wheel SRM driven electric vehicle with DVA structure to enhance vehicle and SRM performance. Simulation results demonstrate the effectiveness of DVA structure based active suspension system with proposed control method its ability to significantly improve the road holding capability and ride performance, as well as motor performance

Aeronautical Engineering: A continuing bibliography with indexes, supplement 155, December 1982

This bibliography lists 272 reports, articles and other documents introduced into the NASA scientific and technical information system in November 1982

Cumulative index to NASA Tech Briefs, 1986-1990, volumes 10-14

Tech Briefs are short announcements of new technology derived from the R&D activities of the National Aeronautics and Space Administration. These briefs emphasize information considered likely to be transferrable across industrial, regional, or disciplinary lines and are issued to encourage commercial application. This cumulative index of Tech Briefs contains abstracts and four indexes (subject, personal author, originating center, and Tech Brief number) and covers the period 1986 to 1990. The abstract section is organized by the following subject categories: electronic components and circuits, electronic systems, physical sciences, materials, computer programs, life sciences, mechanics, machinery, fabrication technology, and mathematics and information sciences

National Educators' Workshop: Update 95. Standard Experiments in Engineering Materials Science and Technology

This document contains a collection of experiments presented and demonstrated at the National Educators' Workshop: Update 95. The experiments related to the nature and properties of engineering materials and provided information to assist in teaching about materials in the education community

FCC-ee: The Lepton Collider: Future Circular Collider Conceptual Design Report Volume 2

Overview of the research program of a future lepton collider

FCC-ee: The Lepton Collider: Future Circular Collider Conceptual Design Report Volume 2

In response to the 2013 Update of the European Strategy for Particle Physics, the Future Circular Collider (FCC) study was launched, as an international collaboration hosted by CERN. This study covers a highest-luminosity high-energy lepton collider (FCC-ee) and an energy-frontier hadron collider (FCC-hh), which could, successively, be installed in the same 100 km tunnel. The scientific capabilities of the integrated FCC programme would serve the worldwide community throughout the 21st century. The FCC study also investigates an LHC energy upgrade, using FCC-hh technology. This document constitutes the second volume of the FCC Conceptual Design Report, devoted to the electron-positron collider FCC-ee. After summarizing the physics discovery opportunities, it presents the accelerator design, performance reach, a staged operation scenario, the underlying technologies, civil engineering, technical infrastructure, and an implementation plan. FCC-ee can be built with today’s technology. Most of the FCC-ee infrastructure could be reused for FCC-hh. Combining concepts from past and present lepton colliders and adding a few novel elements, the FCC-ee design promises outstandingly high luminosity. This will make the FCC-ee a unique precision instrument to study the heaviest known particles (Z, W and H bosons and the top quark), offering great direct and indirect sensitivity to new physics