Six-axis decentralized control design for spacecraft formation flying mission

This contribution addresses the control design for the three-spacecraft formation flying interferometry mission Pegase. The operational mode considered is the high-precision nulling phase. The control design has as major objective the minimization of the variance of the controlled outputs, e.g. the optical path difference. The payload performance demands are shown to be fulfilled in spite of orbital disturbances, solar radiation pressure as well as sensor and actuator noise. Furthermore, a novel iterative algorithm is proposed, capable of designing decentralized H2-suboptimal controllers. These controllers consist of a set of individual closed loops on board the different spacecraft which only use locally available measurements, forces and torques. This approach reduces communication bandwidth and enhances robustness concerning faulty communication links. Finally, the performance loss due to decentralization is investigated

Building smart grid : optimal coordination of consumption with decentralized energy generation and storage

This work describes an implementation of an office and/or personal smart grid for environmentally friendly buildings. These can be equipped with a local energy source (e.g. photovoltaic panels or combined heat-power units), energy storage devices (batteries, electric hot water boilers, heating and ventilation systems including air conditioning), a building energy management system with sensors (e.g. providing the room temperatures) and household appliances acting as actuators (in general, split into groups of schedulable and non-schedulable ones). The idea behind this work has been to develop an automatic control system which would optimally decide for the end-customer when to buy, sell or store electric energy with the objective to minimize his total costs. At the same time, it fulfills all constraints in terms of the limits on power allowed to be taken from the grid. For the user, besides the optimal scheduling of household appliances and selling energy to the grid whenever it becomes profitable, the developed prototype gives also the opportunity to monitor the local generation, storage and consumption in real time. On the other side, the electric utility can produce a real-time pricing signal which reflects daily peaks in consumption. Making such a price signal available for this building energy management system will lead to a decrease of power consumption from the grid. In this project, a model predictive control approach to the energy optimization problem in a building has been proposed. Different scenarios have been run and the results are discussed here

Commande boucle fermée multivariable pour le vol en formation de vaisseaux spatiaux

Cette thèse traite du contrôle du vol en formation de vaisseaux spatiaux. Le vol en formation permet de réaliser de nouveaux scénarios de missions. De par la diversité des applications envisageables, les travaux sont divisés en deux parties. Dans la première partie, restreinte au contrôle des centres de masse des vaisseaux, une approche est proposée pour modéliser les orbites relatives entre deux satellites en orbite terrestre, tenant compte de l'aplatissement de la Terre. Fondée sur le scénario d une mission en orbite de transfert géostationnaire, la problématique d une dynamique à paramètre variant est illustrée. Deux manières différentes d'asservir la position relative sont présentées : la première a recours à la représentation linéaire fractionnaire pour obtenir un correcteur auto-séquencé ; la seconde utilise la synthèse H2 et un modèle de référence pour synthétiser un correcteur interpolé. Dans la deuxième partie, traitant des 6 degrés de liberté de chaque vaisseau, des modèles génériques pour la cinématique, la dynamique et la métrologie d'une formation de vaisseaux spatiaux en orbite non planétaire sont proposés. La mission exemplaire Pegase est composée de trois vaisseaux. Dans son mode d'observation, qui requiert un maintien précis des positions et des attitudes des vaisseaux, il est possible d'utiliser des techniques de commande multivariable. La commande H2 est utilisée pour satisfaire les spécifications de la mission Pegase. Ensuite, deux problématiques particulières sont traitées. Premièrement, la commutation entre correcteurs conçus pour différents modes est considérée. Deuxièmement, un correcteur H2 décentralisé est synthétisé grâce à un algorithme itératif.TOULOUSE-ISAE (315552318) / SudocSudocFranceF