Commande boucle fermée multivariable pour le vol en ... - ISAE

278 5. MÉTHODOLOGIE POUR PILOTAGE EN ATTITUDE/TRANSLATION5.7 Bilan globalCe chapitre était consacré à la mise en œuvre d’une méthodologie pour le pilotage simultané enattitude et en translation d’une formation de vaisseaux spatiaux.Nous avons montré comment le modèle générique développé dans le Chapitre 3 peut être utilisé etadapté à une mission concrète de vol en formation. La mission Pegase, qui est actuellement en coursde préparation au CNES et qui fait objet d’une collaboration entre CNES et ONERA, a servi commeexemple applicatif.D’abord, nous avons traduit la géométrie de la mission Pegase en introduisant des repères et endéfinissant les translations et les rotations associées aux passages entre ces repères. Dans ce contexte,la hiérarchie leader-follower a été choisie parce qu’elle nous semblait la structure hiérarchique la plusadaptée. Ensuite, les perturbations orbitales dominantes au point de Lagrange L 2 (pression solaireet gradient de gravité), ainsi qu’un modèle des actionneurs ont été rajoutés. Enfin, tous les capteurset sorties contrôlées nécessaires ont été modélisés. Basé sur tous ces composants, un modèle linéarisésous forme de représentation d’état a pu être proposé.Dans le reste de ce chapitre, nous avons présenté des méthodes afin de résoudre les quatreproblématiques suivantes :– synthèse d’un correcteur de base centralisé pour le mode d’observation satisfaisant desspécifications stochastiques associées aux différentes sorties contrôlées, plus précisément la satisfactionde bornes supérieures des variances ou écarts-type des sorties contrôlées ;– synthèse d’un correcteur centralisé pour le mode d’observation qui, en plus des besoins mentionnésci-dessus, prend en compte les biais générés par les perturbations statiques (par exempleles forces et les couples induits par la pression solaire) et respecte les spécifications associées auxsorties contrôlées malgré ces biais ;– synthèse de correcteurs centralisés pour différents modes opérationnels, respect des champs devue des capteurs utilisés après commutation entre modes opérationnels et préservation de lastabilité à travers une séquence de commutations entre modes opérationnels en présence debruits de mesure et d’actuation ;– synthèse d’un correcteur décentralisé pour le mode d’observation satisfaisant toujours lesspécifications stochastiques mentionnées ci-dessus et possédant une complexité raisonnable(c’est-à-dire un nombre d’états limité) en vue d’une éventuelle implantation sur un ordinateurde bord.Dans les quatre étapes, nous avons utilisé la commande H 2 du fait de sa capacité de satisfaireles spécifications stochastiques présentes dans la mission Pegase. Nous avons souligné les principauxatouts de la commande H 2 , par exemple le fait de disposer d’un correcteur sous forme estimationcommande,ainsi que sa polyvalence, par exemple le fait de pouvoir effectuer des synthèses itérativesafin d’obtenir des correcteurs décentralisés.Outre la commande H 2 , nous avons eu recours à plusieurs autres techniques de commande puissantescomme la stabilité au sens de Lyapunov (pour le respect des champs de vue des différentscapteurs et pour la préservation de la stabilité lors de commutations entre modes opérationnels) oules inégalités matricielles linéaires (LMI) (pour le calcul de fonctions de Lyapunov optimales).Nous avons pu développer des méthodologies novatrices afin de traiter les quatre problématiquesmentionnées ci-dessus. Nous les avons appliquées avec succès à la mission de vol en formation Pegaseet avons ainsi montré leur capacité à traiter des problèmes de taille importante. En outre, nousconsidérons que ces méthodologies sont suffisamment génériques pour les appliquer à de nouvellessituations, soit dans le cadre de missions de vol en formation, soit dans des domaines applicatifsCommande boucle fermée multivariable pour le vol en formation de vaisseaux spatiaux