Brevet FR3111871A1 — publié le 20211231

Un procédé de régulation de la position angulaire d’une roue, en particulier d’une roue d’un train d’atterrissage d’un aéronef, la roue étant reliée à au moins un vérin hydraulique commandé par une servovalve, le procédé comportant une étape de détermination (E1) d’un écart angulaire (ε) entre une mesure de la position angulaire (ANGm) et une position angulaire de consigne (ANGc), une première étape de correction proportionnelle (R1), une deuxième étape de correction intégrale (R2) et une étape d’addition (E2) du premier courant (C1) et du deuxième courant (C2) de manière à déterminer un courant de commande (COM) de la servovalve, la deuxième étape de régulation intégrale (R2) comportant une sous-étape de limitation du deuxième courant (C2) selon une loi paramétrique (LP) imposant un deuxième courant (C2) de valeur nulle lorsque l’écart angulaire (ε) est inférieur, en valeur absolue, à un premier seuil angulaire déterminé. Figure de l’abrégé : Figure 5 Procédé de régulation de la position angulaire d’une roue, en particulier, d’un train d’atterrissage d’un aéronef La présente invention concerne le domaine de l’orientation angulaire d’une roue, en particulier, d’une roue d’un train d’atterrissage avant d’un aéronef. De manière connue, un train d’atterrissage avant d’un aéronef comporte une roue qui peut être orientée afin de permettre au pilote de déplacer l’aéronef dans la direction désirée lorsque l’aéronef est au sol, en particulier, lors d’une phase de taxi. Comme illustré à la figure 1, le train d’atterrissage avant comporte une roue W dont la position angulaire ANG est commandée par deux vérins, en particulier, un vérin hydraulique avant V1 et un vérin hydraulique arrière V2. Pour contrôler la position angulaire ANG, il est connu d’utiliser un système de contrôle SC* comportant un module hydraulique MH, comporte généralement une pompe hydraulique (non représentée) et une servovalve S, afin d’émettre respectivement une commande avant COM1* et une commande arrière COM2* au vérin hydraulique avant V1 et au vérin hydraulique arrière V2. Le système de contrôle SC* comporte un calculateur CAL* configuré pour recevoir une position angulaire de consigne ANGc issue de la cabine de pilotage et une mesure de position angulaire ANGm afin d’en déduire un courant de commande COM* qui est transmis au module hydraulique MH, en particulier à la servovalve S, pour modifier la position angulaire ANG de la roue W afin qu’elle corresponde à la position angulaire de consigne ANGc. Le calculateur CAL* se présente sous la forme d’un système informatique qui met en œuvre un procédé de régulation qui est présenté à la figure 2. Le procédé de régulation comporte : une étape de détermination 11 d’un écart angulaire ε entre la mesure de la position angulaire ANGm et la position angulaire de consigne ANGc, une première étape de correction proportionnelle B1 de manière à déterminer un premier courant C1* à partir de l’écart angulaire ε, une deuxième étape de correction intégrale B2 de manière à déterminer un deuxième courant C2* à partir de l’écart angulaire ε, une étape d’addition 12 du premier courant C1* et du deuxième courant C2* de manière à déterminer un courant de commande COM* de la servovalve S et une étape de limitation 13 du courant de commande COM* afin limiter la valeur de la somme des courants C1*, C2* et fournir un courant de commande COM* adapté à la servovalve S. Un tel procédé de régulation est globalement performant. Néanmoins, en référence à la figure 3, lors d’une modification de la position angulaire de consigne ANGc (courbe 3A), il a été observé des oscillations OSC du courant de commande COM* (courbe 3B) destiné à la servovalve S ainsi que des variations de pression dans les vérins hydrauliques V1, V2 en régime stationnaire. Autrement dit, en l’absence de modification de la position angulaire de consigne ANGc, le courant de commande COM* continue à être régulé de manière intempestive. En pratique, lorsque l’écart angulaire ε est proche de 0, la correction intégrale B2 est « chargée » de manière périodique. En effet, une servovalve réelle S n’a pas des caractéristiques parfaites. Lors de la réception d’un courant de commande COM* de valeur faible mais non nul, la servovalve S ne s’active pas. Il en résulte que l’écart angulaire ε n’est pas modifié et que le courant de commande COM* va croître. Lorsque le courant de commande COM* devient suffisamment fort pour commander la servovalve S, celle-ci s’active et l’écart angulaire ε change rapidement de signe puis revient proche de 0. Ce phénomène périodique est à l’origine des oscillations OSC du courant de commande COM* destiné à la servovalve S ainsi que des variations de pression dans les vérins hydrauliques V1, V2 en régime stationnaire. Une solution immédiate pour éliminer cet inconvénient est de changer la servovalve S afin d’obtenir un modèle plus performant sur le plan de la régulation lorsque l’écart angulaire ε est proche de 0. En pratique, un tel changement entraine des inconvénients nombreux aussi bien sur le plan technique (intégration, certification, etc.) qu’économique (coût). Une autre solution immédiate serait de désactiver la correction intégrale pour limiter les oscillations OSC mais cela abaisserait les performances de la régulation (erreur statique) et les performances de suivi de l’usure de la servovalve S (dérive à débit nul, etc.). L’invention vise ainsi à éliminer au moins certains de ces inconvénients en proposant un nouveau procédé de régulation qui élimine au moins certains de ces inconvénients. L’invention concerne également un aéronef comprenant un train d’atterrissage tel que présenté précédemment. PRESENTATION DE L’INVENTION L’invention concerne un procédé de régulation de la position angulaire d’une roue, en particulier d’une roue d’un train d’atterrissage d’un aéronef, la roue étant reliée à au moins un vérin hydraulique commandé par une servovalve, le procédé comportant : une étape de détermination d’un écart angulaire entre une mesure de la position angulaire et une position angulaire de consigne, une première étape de correction proportionnelle de manière à déterminer un premier courant à partir de l’écart angulaire une deuxième étape de correction intégrale de manière à déterminer un deuxième courant à partir de l’écart angulaire et une étape d’addition du premier courant et du deuxième courant de manière à déterminer un courant de commande de la servovalve . L’invention est remarquable en ce que la deuxième étape de régulation intégrale comporte une sous-étape de limitation du deuxième courant selon une loi paramétrique, la loi paramétrique imposant un deuxième courant de valeur nulle lorsque l’écart angulaire est inférieur, en valeur absolue, à un premier seuil angulaire déterminé. De manière avantageuse, grâce à l’invention, l’étape de correction intégrale est inhibée uniquement pour des faibles écarts angulaires, c’est-à-dire, inférieurs au premier seuil angulaire déterminé. Cela permet d’éviter une correction par la branche intégrale qui soit intempestive et qui entraine une modification de la pression des vérins. Les défauts réels liés à la servovalve sont ainsi éliminés sans modifier l’architecture physique, évitant ainsi des étapes de certification. En outre, comme la correction intégrale est inhibée de manière ponctuelle, elle continue à être majoritairement active lors de la modification de la position angulaire de la roue. La régulation demeure ainsi optimale et les effets indésirables sont éliminés. Selon un aspect de l’invention, la loi paramétrique limite le deuxième courant à une valeur de courant maximale autorisée lorsque l’écart angulaire est compris, en valeur absolue, entre un deuxième seuil angulaire déterminé et un troisième seuil angulaire déterminé, le deuxième seuil angulaire déterminé et le troisième seuil angulaire déterminé étant supérieurs au premier seuil angulaire déterminé. La valeur du deuxième courant est ainsi bornée lors d’une modification de la position angulaire de consigne. Selon un aspect de l’invention, la loi paramétrique limite le deuxième courant selon une rampe ascendante comprise entre la valeur nulle et la valeur de courant maximale autorisée lorsque l’écart angulaire est compris, en valeur absolue, entre le premier seuil angulaire déterminé et le deuxième seuil angulaire déterminé. Selon un aspect de l’invention, la loi paramétrique limite le deuxième courant selon une rampe descendante comprise entre la valeur de courant maximale autorisée et la valeur nulle lorsque l’écart angulaire est compris, en valeur absolue, entre le troisième seuil angulaire déterminé et un quatrième seuil angulaire déterminé supérieur au troisième seuil déterminé. Les transitions (ascendante ou descendante) sont ainsi contrôlées pour limiter le deuxième courant. L’invention concerne également un système de contrôle de la position angulaire d’une roue, en particulier d’une roue d’un train d’atterrissage d’un aéronef, reliée à au moins un vérin hydraulique commandé par une servovalve, le système de contrôle comprenant un calculateur configuré pour : déterminer un écart angulaire entre une mesure de la position angulaire et une position angulaire de consigne, réaliser une première correction proportionnelle de manière à déterminer un premier courant à partir de l’écart angulaire réaliser une deuxième correction intégrale de manière à déterminer un deuxième courant à partir de l’écart angulaire, additionner le premier courant et le deuxième courant de manière à déterminer un courant de commande de la servovalve et lors de la réalisation de la deuxième correction intégrale, limiter le deuxième courant selon une loi paramétrique, la loi paramétrique imposant un deuxième courant de valeur nulle lorsque l’écart angulaire est inférieur, en valeur absolue, à un premier seuil angulaire déterminé. L’invention concerne en outre un ensemble d’une roue, en particulier d’une roue d’un train d’atterrissage d’un aéronef, reliée à au moins un vérin hydraulique commandé par une servovalve et d’un système de contrôle tel que présenté précédemment pour déterminer un courant de commande de la servovalve. De préférence, la roue est reliée à au moins un premier vérin hydraulique et un deuxième vérin hydraulique commandés par la servovalve. De manière préférée, l’ensemble comprend un module hydraulique, comprenant la servovalve, configuré pour commander directement le premier vérin hydraulique et le deuxième vérin hydraulique. L’invention concerne aussi un train d’atterrissage d’un aéronef comprenant un ensemble tel que présenté précédemment. PRESENTATION DES FIGURES L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d’exemple, et se référant aux figures suivantes, données à titre d’exemples non limitatifs, dans lesquelles des références identiques sont données à des objets semblables. La figure 1 est une représentation schématique d’un système de contrôle de la position angulaire d’une roue d’un train d’atterrissage avant selon l’art antérieur. La figure 2 est une représentation schématique des étapes d’un procédé de régulation de la position angulaire selon l’art antérieur. La figure 3 est une représentation schématique de l’évolution temporelle d’une position angulaire de consigne et du courant de commande de la servovalve selon l’art antérieur. La figure 4 est une représentation schématique d’un système de contrôle de la position angulaire d’une roue d’un train d’atterrissage avant selon une forme de réalisation de l’invention. La figure 5 est une représentation schématique des étapes d’un procédé de régulation de la position angulaire selon un exemple de mise en œuvre. La figure 6 est une représentation schématique d’une loi paramétrique pour la limitation du deuxième courant issu de la correction intégrale. La figure 7 est une représentation schématique de l’évolution temporelle d’une position angulaire de consigne, de l’écart angulaire et du courant de commande de la servovalve selon l’invention. Il faut noter que les figures exposent l’invention de manière détaillée pour mettre en œuvre l’invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l’invention le cas échéant. DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION L’invention concerne un système de contrôle de la position angulaire d’une roue, en particulier, d’une roue d’un train d’atterrissage avant d’un aéronef. De manière connue, un train d’atterrissage avant d’un aéronef comporte une roue qui peut être orientée afin de permettre au pilote de déplacer l’aéronef dans la direction désirée lorsque l’aéronef est au sol, en particulier, lors d’une phase de taxi. En référence à la figure 4, comme présenté précédemment, le train d’atterrissage avant comporte une roue W dont la position angulaire ANG est commandée par deux vérins, en particulier, un vérin hydraulique avant V1 et un vérin hydraulique arrière V2. Selon l’invention, pour contrôler la position angulaire ANG, on utilise un système de contrôle SC comportant un module hydraulique MH, qui comporte une pompe hydraulique (non représentée) et une servovalve S, afin d’émettre respectivement une commande avant COM1 et une commande arrière COM2 au vérin hydraulique avant V1 et au vérin hydraulique arrière V2. Le système de contrôle SC comporte un calculateur CAL configuré pour recevoir une position angulaire de consigne ANGc issue de la cabine de pilotage et une mesure de position angulaire ANGm afin d’en déduire un courant de commande COM qui est transmis au module hydraulique MH, en particulier à la servovalve S, pour modifier la position angulaire ANG de la roue W afin qu’elle corresponde à la position angulaire de consigne ANGc. Selon l’invention, le calculateur CAL se présente sous la forme d’un système informatique qui met en œuvre un procédé de régulation qui est présenté à la figure 5. Tout d’abord, le procédé de régulation comporte une étape de détermination E1 d’un écart angulaire ε entre une mesure de la position angulaire ANGm et la position angulaire de consigne ANGc. Puis, le procédé de régulation comporte une première étape de correction proportionnelle R1 de manière à déterminer un premier courant C1 à partir de l’écart angulaire ε. En référence à la figure 5, lors de l’étape de correction proportionnelle R1, l’écart angulaire ε est multiplié par une première constante Kp de manière à déduire un premier courant C1 qui a été précédemment limité en valeur par un opérateur de limitation L1. De manière préférée, la première étape de correction proportionnelle R1 est analogue à l’art antérieur et ne sera pas présentée plus en détails. Le procédé de régulation comporte une deuxième étape de correction intégrale R2 de manière à déterminer un deuxième courant C2 à partir de l’écart angulaire ε. Un courant de commande COM de la servovalve S est ensuite déterminé lors d’une étape d’addition E2 du premier courant C1 et du deuxième courant C2. Le courant de commande COM est limité en valeur par un opérateur de limitation L2 suite à l’addition du premier courant C1 et du deuxième courant C2. La deuxième étape de correction intégrale R2 va être dorénavant présentée de manière détaillée. Celle-ci comporte une sous-étape d’intégration R2’ de l’écart angulaire ε avec une deuxième constante Ki afin d’obtenir le deuxième courant C2. De manière préférée, au cours de la sous-étape d’intégration R2’ de l’écart angulaire ε, il est réalisé une activation / désactivation de l’intégration si l’écart ε, en valeur absolue, est compris entre 0 et un seuil prédéterminé, 2° dans cet exemple. Au cours de la sous-étape d’intégration R2’, le deuxième courant C2 est préalablement limité en valeur par un opérateur de limitation L3 afin de former le courant de commande COM. La sous-étape d’intégration est analogue à l’art antérieur et ne sera pas présentée plus en détails. De manière préférée, selon l’invention, la deuxième étape de régulation intégrale R2 comporte une sous-étape de limitation (R2’’) du deuxième courant C2 selon une loi paramétrique LP. Contrairement à une limitation classique qui vise à limiter les valeurs extrêmes, la présente loi paramétrique LP est définie pour éviter tout phénomène oscillatoire. La loi paramétrique LP détermine une valeur du deuxième courant C2 en fonction de la valeur absolue de l’écart angulaire ε. En référence à la figure 6, il est défini plusieurs seuils angulaires déterminés de valeur croissante ε1, ε2, ε3, ε4. Les seuils angulaires sont déterminés en fonction des besoins de la régulation (rapidité, précision, erreur statique, etc.). Lorsque l’écart angulaire ε est inférieur, en valeur absolue, au premier seuil angulaire déterminé ε1, c’est à dire compris entre 0 et ε1, la loi paramétrique LP impose un deuxième courant C2 de valeur nulle. Une telle annulation du deuxième courant C2 permet d’éliminer toutes les oscillations en interdisant à la correction intégrale de se « charger » par intermittence. Aucune commande de courant C2 n’est émise à la servovalve pour commander les vérins V1, V2 dont la pression hydraulique ne varie pas, la partie proportionnelle C1 ne s’annulant que si l’écart est nul. Tout phénomène oscillatoire est éliminé sans remplacement de la servovalve S ou des vérins V1, V2. Lorsque l’écart angulaire ε est compris, en valeur absolue, entre le deuxième seuil angulaire déterminé ε2 et le troisième seuil angulaire déterminé ε3, le deuxième courant C2 est limité à une valeur de courant maximale autorisée C2max afin de borner la valeur du deuxième courant C2 et protéger la servovalve S. Lorsque l’écart angulaire ε est compris, en valeur absolue, entre le premier seuil angulaire déterminé ε1 et le deuxième seuil angulaire déterminé ε2, le deuxième courant C2 est limité selon une rampe ascendante comprise entre la valeur nulle et la valeur de courant maximale autorisée C2max. De même, lorsque l’écart angulaire ε est compris, en valeur absolue, entre le troisième seuil angulaire déterminé ε3 et le quatrième seuil angulaire déterminé ε4, le deuxième courant C2 est limité selon une rampe descendante comprise entre la valeur de courant maximale autorisée C2max et la valeur nulle. Les rampes permettent avantageusement d’assurer une variation ‘lisse’ lorsque l’écart ε passe en dessous du deuxième seuil angulaire déterminé ε2 ou au-dessus du troisième seuil angulaire déterminé ε3 pendant le contrôle. Ainsi, la deuxième correction intégrale R2 demeure active et est uniquement inhibée lorsque l’écart angulaire ε est trop faible pour être perçu par la servovalve S. De manière avantageuse, la valeur du premier seuil angulaire déterminé ε1 peut être adaptée pour obtenir la régulation désirée. Le calculateur CAL est configuré pour mettre en œuvre les étapes du procédé de régulation, en particulier, pour : déterminer un écart angulaire ε entre une mesure de la position angulaire ANGm et une position angulaire de consigne ANGc, réaliser une première correction proportionnelle R1 de manière à déterminer un premier courant C1 à partir de l’écart angulaire ε réaliser une deuxième correction intégrale R2 de manière à déterminer un deuxième courant C2 à partir de l’écart angulaire ε, additionner le premier courant C1 et le deuxième courant C2 de manière à déterminer un courant de commande COM de la servovalve S, lors de la réalisation de la deuxième correction intégrale R2, limiter le deuxième courant C2 selon une loi paramétrique, la loi paramétrique imposant un deuxième courant C2 de valeur nulle lorsque l’écart angulaire ε est inférieur, en valeur absolue, à un premier seuil angulaire déterminé ε1. De manière avantageuse, il suffit de modifier le procédé de régulation mise en œuvre par un calculateur CAL pour bénéficier des bénéfices de l’invention, sans aucun autre changement matériel physique. En référence à la figure 7, lors de la mise en œuvre du procédé de régulation, lors d’une modification de la position angulaire de consigne ANGc (courbe 7A), l’écart angulaire ε est annulé lorsqu’il est inférieur premier seuil angulaire déterminé ε1 et ne présente pas d’oscillation (courbe 7B). Il en résulte que le courant de commande COM (courbe 7C) est également dépourvu d’oscillations OSC. Il n’existe ainsi pas de variations de pression indésirables dans les vérins hydrauliques V1, V2 en régime stationnaire. Autrement dit, en l’absence de modification de la position angulaire de consigne ANGc, le courant de commande COM n’est plus corrigé de manière intempestive. Procédé de régulation de la position angulaire (ANG) d’une roue (W), en particulier d’une roue d’un train d’atterrissage d’un aéronef, la roue (W) étant reliée à au moins un vérin hydraulique commandé par une servovalve (S), le procédé comportant : une étape de détermination (E1) d’un écart angulaire (ε) entre une mesure de la position angulaire (ANGm) et une position angulaire de consigne (ANGc), une première étape de correction proportionnelle (R1) de manière à déterminer un premier courant (C1) à partir de l’écart angulaire (ε) une deuxième étape de correction intégrale (R2) de manière à déterminer un deuxième courant (C2) à partir de l’écart angulaire (ε), une étape d’addition (E2) du premier courant (C1) et du deuxième courant (C2) de manière à déterminer un courant de commande (COM) de la servovalve (S) procédé caractérisé par le fait que, la deuxième étape de régulation intégrale (R2) comporte une sous-étape de limitation (R2’’) du deuxième courant (C2) selon une loi paramétrique (LP), la loi paramétrique (LP) imposant un deuxième courant (C2) de valeur nulle lorsque l’écart angulaire (ε) est inférieur, en valeur absolue, à un premier seuil angulaire déterminé (ε1). Procédé de régulation selon la revendication 1, dans lequel la loi paramétrique (LP) limite le deuxième courant (C2) à une valeur de courant maximale autorisée (C2max) lorsque l’écart angulaire (ε) est compris, en valeur absolue, entre un deuxième seuil angulaire déterminé (ε2) et un troisième seuil angulaire déterminé (ε3), le deuxième seuil angulaire déterminé (ε2) et la troisième seuil angulaire déterminé (ε3) étant supérieurs au premier seuil angulaire déterminé (ε1). Procédé de régulation selon la revendication 2, dans lequel la loi paramétrique (LP) limite le deuxième courant (C2) selon une rampe ascendante comprise entre la valeur nulle et la valeur de courant maximale autorisée (C2max) lorsque l’écart angulaire (ε) est compris, en valeur absolue, entre le premier seuil angulaire déterminé (ε1) et le deuxième seuil angulaire déterminé (ε2). Procédé de régulation selon l’une des revendications 2 et 3, dans lequel la loi paramétrique (LP) limite le deuxième courant (C2) selon une rampe descendante comprise entre la valeur de courant maximale autorisée (C2max) et la valeur nulle lorsque l’écart angulaire (ε) est compris, en valeur absolue, entre le troisième seuil angulaire déterminé (ε3) et un quatrième seuil angulaire déterminé (ε4) supérieur au troisième seuil déterminé (ε3). Système de contrôle (SC) de la position angulaire d’une roue (W), en particulier d’une roue d’un train d’atterrissage d’un aéronef, reliée à au moins un vérin hydraulique (V1, V2) commandé par une servovalve (S), le système de contrôle (SC) comprenant un calculateur (CAL) configuré pour : déterminer un écart angulaire (ε) entre une mesure de la position angulaire (ANGm) et une position angulaire de consigne (ANGc), réaliser une première correction proportionnelle (R1) de manière à déterminer un premier courant (C1) à partir de l’écart angulaire (ε) réaliser une deuxième correction intégrale (R2) de manière à déterminer un deuxième courant (C2) à partir de l’écart angulaire (ε), additionner le premier courant (C1) et le deuxième courant (C2) de manière à déterminer un courant de commande (COM) de la servovalve (S) et lors de la réalisation de la deuxième correction intégrale (R2), limiter le deuxième courant (C2) selon une loi paramétrique (LP), la loi paramétrique (LP) imposant un deuxième courant (C2) de valeur nulle lorsque l’écart angulaire (ε) est inférieur, en valeur absolue, à un premier seuil angulaire déterminé (ε1). Ensemble d’une roue (W), en particulier d’une roue d’un train d’atterrissage d’un aéronef, reliée à au moins un vérin hydraulique (V1, V2) commandé par une servovalve (S) et d’un système de contrôle (SC) selon la revendication 5 pour déterminer un courant de commande (COM) de la servovalve (S). Ensemble selon la revendication 6 dans lequel la roue (W) est reliée à au moins un premier vérin hydraulique (V1) et un deuxième vérin hydraulique (V2) commandés par la servovalve (S). Ensemble selon l’une des revendications 6 et 7 comprenant un module hydraulique (MH), comprenant la servovalve (S), configuré pour commander directement le premier vérin hydraulique (V1) et le deuxième vérin hydraulique (V2). Train d’atterrissage d’un aéronef comprenant un ensemble selon l’une des revendications 6 à 8. Aéronef comprenant un train d’atterrissage selon la revendication 9.