Conception et validation d'un contrôleur optimisant la durée de vie et la consommation énergétique d'un actionneur magnétorhéologique

Abstract

Les actionneurs magnétorhéologiques (MR) à glissement continu utilisent une combinaison d'une ou plusieurs sources de couple (p. ex. un moteur électrique rotatif) et d'un certain nombre d'embrayages magnétorhéologiques configurés en parallèle. Ces embrayages, dont le couple transmis est proportionnel au courant qui leur est fourni, agissent en quelque sorte à titre de filtres mécaniques en permettant un contrôle fin de l'effort transmis, et ce, peu importe l'impédance de la source d'effort. Alors que la plupart des travaux dans la littérature explorent l'impact des choix de conception sur certains indices de performance des actionneurs MR (tel que sa performance dynamique, sa consommation énergétique et la longévité du fluide MR), le présent document vise à explorer l'impact du choix de la stratégie de contrôle. Les travaux présentés dans ce mémoire sont basés sur une étude de cas pour une suspension active de siège de camion. Dans un premier temps, la caractérisation de l'actionneur permet de démontrer ses qualités intrinsèques pour une application de suspension active de siège dont une grande compacité, une grande transparence, une bande passante en force élevée (15 Hz) ainsi qu'une force maximale atteignant 1000 N sur tout le débattement du siège. Dans un deuxième temps, des expériences réalisées en laboratoire et sur route démontrent que cette suspension active peut, pour un profil de route raboteuse, réduire les vibrations transmises au conducteur de 66 % par rapport à une suspension passive pour ainsi respecter les limites d'exposition définies par la norme ISO 2631-1. Enfin, la dernière partie des travaux présentés ici détaille une stratégie de contrôle qui permet de réduire d'environ 20 % la consommation énergétique et d'allonger de 40 % la durée de vie du fluide de l'actionneur pour une utilisation dans un camion roulant sur une route de carrière de pierre

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