Synthèse d’assistance à la commande de vol d’un hélicoptère de fort tonnage

Synthèse d’assistance à la commande de vol d’un hélicoptère de fort tonnage

n Les développements méthodologiques présentés précédemment ont permis, sur des cas d’école, de mettre en place une structure de mesure et d’actionnement ainsi que les lois de commande associées, afin d’atteindre un comportement d’assistance désiré. Une représentation graphique peut y être associée. Par exemple, le bond-graph permet de représenter la structure physique. Une représentation de type schéma bloc la complète judicieusement pour représenter les cheminements d’information.

Etant données les puissances en jeu, les chaînes de commande de vol d’un hélicoptère de fort tonnage (fig. 4-1) nécessitent une assistance à l’action musculaire de pilotage. Les organes d’assistance au pilotage sont déjà mis en œuvre depuis de nombreuses années (voir fig. 1-21). Ils sont nombreux. La figure fig. 4-2 donne un aperçu des organes d’assistance présents sur la partie basse d’une chaine de commande de vol.

Leur nature pluri-technologique nécessite l’implication de différents métiers. Chaque organe est introduit pour répondre à un besoin, à une fonctionnalité spécifique et locale. Chacun possède une loi de commande propre souvent déterminée empiriquement. Des couplages mal maîtrisés apparaissent alors. La complexité d’une telle représentation détaillée rend difficile l’analyse et la critique globales de l’architecture d’assistance.

De même, la synthèse des lois de commande devient délicate. Dans un objectif de simplification, nous proposons l’approche globale de structuration et de synthèse de l’assistance basée sur les modèles. fig. 4-1 – Hélicoptère de fort tonnage (a) et son manche (b) [7] 78/120 79/120 fig. 4-2 – Schéma à paramètres localisés pour une chaine de CDV d’hélicoptère [33] L’objectif de cette partie est de vérifier la méthodologie en application sur ce problème réel complexe.

La méthodologie proposée permet une nouvelle perspective afin d’appréhender l’organisation organique et la synthèse de commande de l’assistance aux commandes de vol. Nous pourrions nous borner à analyser l’existant. Nous préférons nous placer dans une démarche de reconception d’une commande existante : nous supprimons les organes d’assistance, et par application de la méthodologie originale, nous cherchons à définir l’espace des solutions permettant de satisfaire le cahier des charges.

L’approche non segmentée doit permettre une démarche d’ingénierie simplifiée. Les résultats escomptés sont de deux ordres : d’une part, une (des) structure(s) de mesure et actionnement et, d’autre part, les lois de commandes associées. Nous vérifierons que la solution actuellement utilisée fait bien partie de cet espace des solutions.

Afin de valider les solutions proposées, le temps et le coût de développement d’un banc étant un frein pour des résultats à court terme, il est décidé de travailler dans une démarche de virtualisation sur un modèle de simulation numérique d’une chaîne de commande de vol présentant une complexité suffisante pour être assimilé à un système réel. Deux modèles numériques seront utilisés : Vpilot Fk_stick L101 Jspring Tmotor Ωblocked 

vers/depuis servocommandes principales commutation de modèle Fk_stick – le modèle de validation : modèle numérique de type volumique (voir fig. 4-3), de la structure mécanique, complété par les comportements physiques connus, au plus proche du réel à partir des connaissances non confidentielles disponibles. Ce modèle sera considéré comme relevant du réel, et permettra la mise en œuvre de la synthèse de l’assistance.

Il se conjugue en trois versions : o le support industriel : modèle de la commande de vol avec organes d’aide au pilotage actuellement utilisés ; o le modèle nominal : tous les organes d’assistance sont retirés ; o le modèle assisté :

modèle nominal complété par les organes d’assistance déterminés par la méthodologie proposée. – le modèle pour la synthèse : modèle graphique simplifié de la structure énergétique. Basé sur une représentation bond-graph (à paramètres localisés), il sera retranscrit en formalisme hamiltonien à ports pour mener la synthèse de l’assistance.