Brevet FR3045847A1 (20170623)
REVENDICATIONS1. Procédé de commande d'un système redondant comprenant au moins un degré de liberté et au moins un actionneur (110, 120, 130, 410, 420, 430), le nombre d'actionneur étant strictement supérieur au nombre de degré de liberté (10, 100, 200, 300), le système étant commandé par une loi de commande f telle que y=f(x), avec y une grandeur physique de sortie et x un ensemble de grandeurs physiques d'entrée destiné à commander les actionneurs, le procédé comprenant les étapes suivantes : - (El) détermination de l'ensemble des grandeurs physiques d'entrée x permettant d'obtenir la grandeur physique de sortie y, l'étape de détermination comprenant les sous-étapes suivantes : - (E11) détermination d'une variation Ay de la grandeur physique de sortie y en fonction d'une variation Ax de la grandeur physique d'entrée x et d'une variation au carré Axe de la grandeur physique d'entrée x par différentiation au second ordre de la loi de commande f, la variation Ay s'exprimant par la fonctionnelle suivante , où A est une matrice fonction de la grandeur physique d'entrée x et de la loi de commande f ; - (E12) obtention de plusieurs ensembles de grandeurs physiques d'entrées par une inversion de la fonctionnelle précédemment déterminée au moyen d'une minimisation au sens des moindres carrés ; - (E13) sélection d'un ensemble préférentiel en tenant compte de 25 contraintes définies entre les grandeurs dues à la redondance du système, - (E2) commande des actionneurs du système redondant selon l'ensemble préférentiel. 30\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente, dans lequel : 3045847 42 - l'étape d'obtention de la pluralité d'ensembles de grandeurs physiques d'entrées (E12) est effectuée à l'aide du formalisme d'un filtre de Kalman étendu prenant en compte les équations et les contraintes, - l'étape de sélection (E13) est effectuée à l'aide de l'algorithme de 5 résolution du filtre de Kalman étendu pour trouver le meilleur compromis parmi les solutions réalisables et les contraintes imposées.\n<CLM>\1\tProcédé de commande d'un système redondant comprenant au moins un degré de liberté et au moins un actionneur (110, 120, 130, 410, 420, 10 430), le nombre d'actionneurs étant strictement supérieur au nombre de degrés de liberté (10, 100, 200, 300), le système étant commandé par une loi de commande f telle que y=f(x), avec y une grandeur physique de sortie et x un ensemble de grandeurs physiques d'entrée destiné à commander les actionneurs, le procédé comprenant les étapes 15 suivantes : - (El) détermination de l'ensemble des grandeurs physiques d'entrée x permettant d'obtenir la grandeur physique de sortie y, l'étape de détermination comprenant les sous-étapes suivantes : - (E11) détermination d'une double dérivation temporelle de la 20 grandeur physique de sortie y en fonction d'une dérivation temporelle k et d'une double dérivation temporelle k de la grandeur physique d'entrée x, par double dérivation de la loi de commande, s'exprimant par la fonctionnelle suivante, où C est une matrice fonction de l'ensemble de 25 grandeurs physiques d'entrée x et de la loi de commande f, - (E12) obtention de plusieurs ensembles de grandeurs physiques d'entrées x par une inversion de la fonctionnelle précédemment déterminée au moyen d'une minimisation au sens des moindres carrés, - (E13) sélection d'un ensemble préférentiel en tenant compte de 30 contraintes définies entre les grandeurs dues à la redondance du système, 3045847 43 - (E2) commande des actionneurs du système redondant selon l'ensemble préférentiel.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 3 dans lequel l'étape d'obtention de 5 plusieurs ensembles de grandeurs physiques d'entrées x (E12) est effectuée à l'aide d'une pseudo-inverse de Moore-Penrose.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 3 ou 4, dans lequel les étapes obtention de plusieurs ensembles de grandeurs physiques d'entrées x 10 (E12) et de sélection (E13) sont effectuées à l'aide d'un filtre de Kalman étendu.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel les actionneurs sont des actionneurs gyroscopiques (100, 200, 300, 15\n<CLM>\1\tcomprenant une toupie générant un moment et le système comprend une grappe (10) formée desdits actionneurs (100, 200, 300, 400), et dans lequel la grandeur de sortie y est le moment cinétique total de la grappe h et l'ensemble des grandeurs physiques d'entrée x est l'angle de précession de chacun des actionneurs gyroscopiques Q. 20\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 6, dans lequel un repère Ri = (xi, yi, zi) est défini pour chaque actionneur gyroscopique d'indice i, avec xi aligné avec l'axe de rotation propre de la toupie, yi avec l'axe du moment gyroscopique produit et zi avec l'axe de la vitesse de précession, dans lequel la différentiation au second ordre s'exprime sous la forme : c tv où h est le moment cinétique total et APT est la variation des angles de précession des actionneurs, avec dh(r de h-oupie I(er) 3045847 44 et Ae) a2hy:, h7A. da, 5 de sorte que l'on obtient : Af" (Ac^ Où X est la matrice des xi, htoupie est le moment cinétique constant d'une toupie d'un actionneur. 10\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 6 ou 7, dans lequel : - trois variables (x1, x2, x3) du filtre de Kalman (EKF) sont définies respectivement par la variation des angles de précession des actionneurs gyroscopiques (A Y , par la variation au carré des angles de 15 précession des actionneurs gyroscopiques A ), et par le moment cinétique total normalisé (h/htoupie) - quatre équations de recalage du filtre de Kalman (EKF) sont définies respectivement par troisième variable du filtre de Kalman (x3), ladite équation sous forme matricielle, la différence entre les deux premières 20 variables du filtre de Kalman (x1-x2), la première variable du filtre de Kalman\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel les actionneurs sont des liaisons pivots motorisées et le système 25 comprend un bras articulé (400) avec portions (410, 420,\n<CLM>\1\treliées entre elles par des liaisons pivots (510, 520, 530), et dans lequel la grandeur physique de sortie y est la position d'un point du bras articulé et la grandeur physique d'entrée x est l'angle de chacune des liaisons pivots. 30 3045847 45\n<CLM>\1\tDispositif comprenant une grappe (10) d'au moins quatre actionneurs gyroscopiques (100, 200, 300,\n<CLM>\1\tet une unité de commande configurée pour mettre en oeuvre un procédé selon l'une quelconques des revendications 1 à\n<CLM>\1\t5\n<CLM>\1\tDispositif selon la revendication précédente, dans lequel les actionneurs gyroscopiques (100, 200,\n<CLM>\1\tsont dans une configuration pyramidale. 10\n<CLM>\1\tDispositif selon la revendication 10, dans lequel les actionneurs (100, 200,\n<CLM>\1\tsont dans une configuration coplanaire.\n<CLM>\1\tSatellite comprenant un dispositif selon l'une des revendications 10 à\n<CLM>\1\t15\n<CLM>\1\tDispositif comprenant un bras articulé (400) avec au moins trois liaisons pivots motorisées (410, 420,\n<CLM>\1\tet une unité de commande configurée pour mettre en oeuvre un procédé selon la revendication 9.