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Trajectographie d'un lanceur de satellites basée sur la commande prédictiveVachon, Alexandre 01 1900 (has links) (PDF)
Cette thèse traite de la trajectographie exo-atmosphérique d'un lanceur. Cette probl
ématique repose sur la résolution d'un problème d'optimisation contraint : le problème
aux deux bouts. Ce dernier consiste à trouver les actions à prendre afin d'atteindre la
position et la vitesse désirées en consommant le moins d'énergie possible. Ces actions
doivent respecter les contraintes imposées par la dynamique et la structure du véhicule.
En plus, dans le cas d'un lanceur, le contrôle s'effectue uniquement en modifiant
l'orientation de la poussée. Pour résoudre ce problème, le projet de doctorat est divisé en
trois parties distinctes : la modélisation de la dynamique, l'obtention d'une trajectoire
de référence et la fonction de guidage.
La première partie, la modélisation, consiste à obtenir un modèle précis et réaliste de
la dynamique de translation d'un lanceur. Elle passe donc par l'application de la seconde
loi de Newton sur le centre de masse du lanceur. Dans cette thèse, ceci est effectué en
utilisant trois représentations différentes, dont une nouvelle utilisant un quaternion qui
permet de combler le vide entre les deux représentations existantes.
À la suite de l'obtention d'un modèle du véhicule à guider, il devient possible de
définir une trajectoire de référence régie par cette dynamique. Pour y parvenir, ce projet
propose une optimisation directe où l'orientation de la poussée est discrétisée et
correspond aux inconnues du problème d'optimisation. Le critère de ce problème d'optimisation
inclut des termes utilisant des connaissances a priori de la trajectoire pour
améliorer les propriétés de convergence. Le problème d'optimisation inclut également
des contraintes, relaxées par des variables d'écart, sur l'orbite d'injection.
La trajectoire résultante est utilisée comme consigne dans une fonction de guidage
par suivi de trajectoire. Le suivi de trajectoire est une façon contournée de traiter le
problème aux deux bouts et d'accélérer la résolution du problème de guidage afinn de
s'insérer dans les capacités de calcul embarqué. Les algorithmes développés dans cette
thèse sont basés sur la commande prédictive où les sorties du modèle prédictif sont
les paramètres orbitaux instantanés de la trajectoire. Le premier algorithme utilise un
modèle non-linéaire de prédiction alors que les deux autres sont basés sur une représentation
linéaire variante dans le temps et sur une représentation linéaire fractionnelle.
Ces trois algorithmes sont comparés à une solution classique en guidage de lanceur qui
résout directement le problème aux deux bouts. Bien que les algorithmes développés
produisent une orbite plus près de celle désirée et y parviennent en consommant moins
de carburant, le temps de calcul nécessaire à leur résolution et leur piètre robustesse font
en sorte qu'ils ne constitue pas une alternative intéressante à la solution de référence. / This thesis deals with the exo-atmospheric trajectory of a space launcher. The solution
is obtained by solving a constrained optimization problem : the two-point boundary
value problem. The solution is the required actions to reach the desired position and
velocity while consuming the least energy as possible. These actions must comply with
the constraints imposed by the dynamics and the structure of the vehicle. Also, for a
space launcher, the control is limited to the thrust orientation. To solve this problem,
this project is divided into three distinct parts : modeling the dynamics, obtaining a
reference trajectory and the guidance function.
The first part, the modeling, is the definition of an accurate and realistic model
of the space launcher translational dynamics. Therefore, it requires the application of
Newton's second law on the launcher center of mass. In this thesis, this is carried out
using three different representations. The representation using a full quaternion is new
to this field of application and fills the hole between the two others.
With the model of the vehicle to be guided, it becomes possible to define a reference
trajectory governed by this model. To do it, this project proposes a direct optimization
where the thrust orientation is discretized and becomes the unknown of the optimization
problem. The criterion of this optimization problem includes terms for a priori
knowledge of the trajectory improving the convergence properties of the optimization.
The optimization problem also includes constraints, relaxed by slack variables, on the
injection orbit.
The resulting trajectory is used as reference in a trajectory tracking guidance function.
The trajectory tracking is a way to circumvent the resolution of the two-point
boundary value problem, which accelerates the resolution to fit in on-board computing
capabilities. The algorithms developed in this thesis are based on predictive control in
which the outputs of predictive model are the instantaneous orbital parameters of the
trajectory. A first algorithm uses a non-linear model for prediction while two others
are rather based on a linear time-varying representation and a linear fractional representation.
These three algorithms are compared to a conventional space launcher
guidance solution, which directly solves the two-point boundary value problem. Even if
the developped algorithms give a more accurate orbit and a less consuming trajectory,
their computationnal time and poor robustness properties do not make them a viable
alternative to the comparison solution.
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Contribution to Wide Area Control of Power SystemsGhahremani, Esmaeil 01 1900 (has links) (PDF)
L'objectif principal des réseaux électriques est de convertir l'énergie d'une forme naturelle
à la forme électrique et aussi de la distribuer aux clients avec la meilleure qualité.
L'énergie électrique est une des formes d'énergie les plus utilisées dans l'industrie, dans
les résidences, aux bureaux et dans le transport. Présentement, la complexité des réseaux
électriques augmente continuellement en raison de la croissance des interconnexions et de
l'utilisation des nouvelles technologies. Également, la croissance de la demande d'énergie
électrique a forcé l'utilisation des réseaux électriques à leur capacité maximale et donc près
de la limite de stabilité. Dans ces conditions, si le système est soumis à une perturbation,
la chute de la tension ou celle de la fréquence serait très probable. Par conséquent, les
équipements de contrôle, qui constituent une structure avec plusieurs niveaux de contrôle,
peuvent aider les réseaux électriques à surmonter les événements imprévus. Les récentes
pannes dans les réseaux électriques démontrent le besoin urgent d'une structure de contrôles
multi-niveaux basés sur une technologie avec très rapide réponse appelée en anglais Wide
Area Measurement and Control system (WAMAC). Présentement, le Wide Area Measurement
System (WAMS) qui utilise le Global Positioning System (GPS) et la technologie
satellite, joue un rôle important dans différentes parties du système de contrôle des
réseaux électriques pour emp^echer les pannes globales ou locales du système. Les informations
transférées par cette technologie seraient employées dans un contrôleur global appelé
Wide Area Controller en anglais pour améliorer la performance dynamique des réseaux
électriques pendant et après les perturbations.
Donc, pour implémenter un Wide-Area Controller dans cette thèse, nous présenterons
un plan multi-étapes pour l'amélioration de la stabilité du système et l'amortissement des
oscillations du réseau. La première étape de ce plan serait l'estimation d'état dynamique
des réseaux électriques en utilisant des phaseurs qui sont accessibles de Phasor Measurement
Unit (PMU). Les angles des machines synchrones estimés à la première étape, qui
pourrait nous montrer l'état des oscillations du réseau, seront utilisés comme des signaux
d'entrée pour le contrôleur. La deuxième étape de notre plan est de trouver les meilleurs
eplacements des dispositifs FACTS sur le réseau électrique pour augmenter la puissance
transmise dans le réseau, maximiser la chargeabilité et minimiser les pertes. Après le
placement optimal des dispositifs FACTS, la troisième étape consiste à implémenter le
Wide-Area Controller. Ce contrôleur reçoit les états estimés, qui sont disponibles à partir
des résultats de la première étape, et d'autres informations de partout dans le réseau
en utilisant des PMUs. Après la vérification des signaux reçus, le contrôleur commande
des contrôleurs locaux, tels que les contrôleurs des dispositifs FACTS qui ont été placés
de façon optimale à la deuxième étape. Le contrôleur implémenté modifie les signaux de
référence des éléments locaux pour améliorer la performance dynamique du système et
amortir les oscillations du réseau. / The main goal of power system is to convert the energy from one of its natural forms
to the electrical form and deliver it to the costumers with the best quality. So far, the
complexity of power system is continually increasing because of the growth in interconnections
and use of new technologies. Also, the growth of electrical energy demand has forced
the power networks to work with the maximum possible capacity and in turn near the
stability limits. In this condition, if the system is subjected to a disturbance, the voltage
or frequency collapse events would be more probable. Therefore the control equipments,
which constitute a multi level control structure, can help the power system to overcome
the contingencies. Recent collapse events in the power system networks show the urgent
need for such a multi level control structure based on a rapid response technology such as
Wide Area Measurement and Control (WAMAC). Nowadays, the wide area measurement
and monitoring, which uses the Global Positioning System (GPS) and satellite technology,
plays an important role in different parts of power system control strategies to prevent
from global or local collapses. The information transferred by this technology would be
employed in a master central controller, called wide area controller, to improve the power
system dynamic performance during and after disturbances.
From this point of view, in this thesis we will present a multi-step plan for system
stability improvement and network oscillations damping by implementing a FACTS-based
wide-area power oscillation damper (WA-POD) controller. The frrst step of this plan would
be the dynamic state estimation of power system using the phasor measurements signals
accessible from Phasor Measurement Units (PMUs). The estimated rotor angles of the
synchronous machines from the first step, which could show us the network oscillations
condition, will be used as the input signals of the wide-area controller. The second step of
this plan is to find the best locations of FACTS devices to increase the power transmitted
by network, maximize the system loadability and minimize the transmission line losses.
After optimal placement of FACTS controllers, the third step is to implement a wide-area
damping controller which receives the estimated rotor angles, available from the results of
step one, and other information from all over the network, and then modifies the set points
of optimized local control utilities such as FACTS device controllers. The implemented
wide area controller, which acts as a master controller, sends the reference signals and setpoints
to the local FACTS controllers such as UPFC to improve the oscillations damping
performance. This result in higher transfer limits across major transmission interfaces and
less blackouts in terms of frequency, duration and consequences.
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Évolution d'un contrôleur de robot mobile visuellement référencéDupuis, Jean-François 04 1900 (has links) (PDF)
No description available.
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Conception globale des générateurs asynchrones à double alimentation pour les éoliennesAguglia, Davide 05 1900 (has links) (PDF)
No description available.
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La thermographie infrarouge à détection synchrone appliquée aux matériaux compositesGuibert, Stéphane 04 1900 (has links) (PDF)
No description available.
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High-speed VLSI design for turbo and LDPC codes used in broadband wireless networksHe, Zhiyong 04 1900 (has links) (PDF)
No description available.
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Architecture d'estimateur de canaux pour récepteur à traitement spatio-temporelBouchard, Geneviève 05 1900 (has links) (PDF)
No description available.
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Élaboration du modèle conceptuel flexible et extensible d'une architecture logicielle orientée-objet permettant la parallélisation et la distribution d'une architecture de simulation séquentielleShields, Jean-Philippe 05 1900 (has links) (PDF)
No description available.
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Développement d'un module de rendu graphique et d'un cycle de développement de scénarios pour le Framework ApiaMatz, Frédéric 05 1900 (has links) (PDF)
No description available.
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Commande d'un mini véhicule aérien sans pilote en vol stationnaire pour l'opération en milieu restreintBilodeau, Pierre-Richard 11 1900 (has links) (PDF)
No description available.
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