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