PROGRAMME DE SIMULATION. ANALYSE STRUCTURELLE AUTOMATIQUE. ANALYSE STRUCTURELLE CINEMATIQUE. ANALYSE DYNAMIQUE OU CINEMATOSTATIQUE AUTOMATIQUE. APPLICATION: ANALYSE D'UN SYSTEME MECANIQUE A COUPLES ELEMENTAIRES ET DE SON SYSTEME DE COMMANDE HYDRAULIQUE.

LE BUT DE CE TRAVAIL EST L'ANALYSE ET LA COMMANDE D'UN SYSTEME MECANIQUE SIMPLE DE MODELE DE CORPS RIGIDE AVEC DU JEU DYNAMIQUE. CONTRAIREMENT A LA PLUPART DES TRAVAUX EXISTANTS DANS LA LITTERATURE DE CONTROLE AUTOMATIQUE NOUS TRAITONS EXPLICITEMENT TOUTES LES CARACTERISTIQUES NON-LINEAIRES ET NON-LISSES D'UN SYSTEME REPRESENTE COMME UN SYSTEME DE CORPS RIGIDE AVEC DES CONTRAINTES UNILATERALES. DEUX PHILOSOPHIES DE COMMANDE PD DIFFERENTES SONT PROPOSEES POUR CONTROLER LE SYSTEME. LA REGULATION ET LA POURSUITE SONT ETUDIEES ET LEUR PERFORMANCE EN FONCTION DES PARAMETRES PHYSIQUES EST COMPAREE. POUR LES DEUX SCHEMAS DEUX CAS SONT ANALYSES : LE CAS COLOCATED ET LE CAS NON-COLOCATED. AFIN D'ELARGIR LE BASIN D'ATTRACTION DE L'ORBITE PERIODIQUE DESIREE OU D'ACCELERER LA VITESSE DE LA CONVERGENCE, L'UTILISATION D'UNE COMMANDE HYBRIDE EN ADDITION A LA COMMANDE PD EST PROPOSEE. CE TRAVAIL TROUVE DES APPLICATIONS POTENTIELLES DANS PLUSIEURS DOMAINES INCLUANT LA COMMANDE DE CHAINES CINEMATIQUES AVEC DU JEU DANS LES ARTICULATIONS ET LES SYSTEMES VIBRO-IMPACTIFS.

UNE BOITE DE TRANSMISSION PAR ENGRENAGES CONSTITUE UN SYSTEME MECANIQUE AVEC UN GRAND NOMBRE DE PIECES. ON SAIT QUE LA METHODE DES ELEMENTS FINIS (M.E.F.) NE PEUT ANALYSER QUE DES SOUS-ENSEMBLES REDUITS DE PIECES. AINSI, LES DISTRIBUTIONS DE CHARGES OBTENUES SUR CES SOUS-ENSEMBLES, PEUVENT ETRE ELOIGNEES DE LA REALITE CAR LES SYSTEMES MECANIQUES SONT DE PLUS EN PLUS LEGERS ET DEFORMABLES, ET LES INTERACTIONS DES PIECES SONT GRANDES. D'UN AUTRE COTE, LA REALISATION DE PROTOTYPES ET D'ESSAIS SUPPOSE DES INVESTISSEMENTS ET DES TEMPS QUI NE PEUVENT PLUS ETRE JUSTIFIES EN CONCEPTION DE PRODUIT. ALORS DES OUTILS DE CALCULS NOUVEAUX SPECIFIQUES A LA C.A.O. EN MECANIQUE DOIVENT ETRE DEVELOPPES. UNE APPROCHE DE MODELISATION EST PROPOSEE POUR LES SYSTEMES MECANIQUES. DES ELEMENTS SIMPLES DE STRUCTURE SONT UTILISES AVEC DES MATRICES DE RIGIDITES EXPLOITES. LES DEPLACEMENTS CINEMATIQUES ET LES CONDITIONS DE TRANSMISSION DE CHARGES SONT AUSSI CONSIDERES. LA QUALIFICATION DU LOGICIEL A ETE FAITE EN COMPARANT DES RESULTATS DE CALCULS AVEC DES RESULTATS D'EXPERIMENTATION POUR UNE BOITE DE TRANSMISSION DE PUISSANCE COMPLETE (B.T.P.). PAR LA SUITE, LES RESULTATS DE L'ANALYSE D'UNE NOUVELLE B.T.P. HELICOPTERE PERMET D'INTRODUIRE LA NOTION DE COEFFICIENTS D'INFLUENCE D'UN SYSTEME MECANIQUE. ELLE PERMET DE QUANTIFIER L'INFLUENCE D'ELEMENTS MECANIQUES ELOIGNES D'UNE ZONE D'ETUDE ET DE MONTRER QUE LES INTERACTIONS DE COMPORTEMENT SONT PRIMORDIALES DANS LES RESULTATS. ENFIN, UNE ETUDE 3D DES DISTRIBUTIONS DE CHARGE DANS UN ROULEMENT A ROTULE DE SATELLITE DE REDUCTEUR EPICYCLOIDAL, MONTRE L'INFLUENCE DES DEFORMATIONS DE VOLUME DU SATELLITE ET L'INTERACTION AVEC LES CONDITIONS CINEMATIQUES IMPOSEES PAR LES SURFACES DE DENTURES. LES RESULTATS THEORIQUES ONT AINSI PERMIS D'APPORTER DES REPONSES SUR L'APPARITION DE DEGRADATION DE PALIERS A ROULEMENT

Plusieurs niveaux de données géométriques définissent les systèmes mécaniques et leurs composants. Le suivi de la géométrie d'une pièce dans la chaîne conception, fabrication, exploitation ne peut être assuré de manière efficace par les logiciels actuels en Conception Mécanique Assistée par Ordinateur (CMAO). L'objectif de cette thèse est d'étudier la cotation automatique des assemblages mécaniques en vue d'associer d'une manière optimale et cohérente toutes les spécifications géométriques nécessaires et suffisantes à la fabrication et à l'usage des pièces les constituants. Le modèle de tolérancement basé sur les Surfaces Associées Technologiquement et Topologiquement (SATT) a été considéré au regard des entités fonctionnelles stockées dans les bases de données numériques. Il s'agit, en particulier, de proposer des procédures de cotation intégrée pour les évolutions futures des systèmes de CFAO. Le premier chapitre présente une analyse des systèmes de CFAO exploités, dans un contexte d'ingénierie concourante, afin de fixer la démarche à la fois mécanique et informatique de notre travail. Au deuxième chapitre, une analyse comparative des différentes approches de cotation fonctionnelle permet de dégager les apports spécifiques en vue d'une intégration en CFAO. Dans le troisième chapitre, les étapes et les règles d'utilisation des SATT sont décrites, regroupées et proposées sous une forme algorithmique. Au chapitre quatre, les éléments constitutifs d'un système de cotation (semi-) automatique ont été réalisés au travers des étapes de développement d'une maquette prototype. Pour la validation, le chapitre cinq présente et analyse différentes solutions de cotation réalisées avec le logiciel développé. L'influence des modes de conception sur la cotation des pièces est analysée. Finalement, les problèmes rencontrés au cours des développements sont exposés et des perspectives sont tracées. Les facteurs prépondérants pour une intégration des données fonctionnelles et pour la réalisation d'une cotation automatique sont décrits.

Ce travail de thèse concerne l'étude des systèmes mécaniques décrits par des modèles non linèaires à temps continu. Plus particulièrement, ce travail porte sur la commande globale de poursuite d'une certaine classe de systèmes Euler-Lagrange (EL) et sur la stabilisation uniforme des systèmes mécaniques non holonomes. Dans un premier temps, on présente un contrôleur global de poursuite par retour dynamique de sortie d'une certaine classe de système EL, dont de nombreuses applications font l'objet. La nouveauté de notre approche est que la conception de la loi de commande et de l'observateur est basée sur un nouveau modèle, linéaire par rapport aux variables non mesurées. Il s'agit d'un modèle dit non minimal, puisqu'il contient plus de variables d'état que nécessaire. Ce modèle est élaboré pour les robots manipulateurs à articulations flexibles. On démontre également que ce modèle reste valable pour n'importe quel système physique à nombre fini de degrés de liberté et soumis à des contraintes mécaniques. Dans une autre contribution de cette thèse, on résout le problème de la stabilisation globale et uniforme des systèmes non holonomes en forme chaîne de dimension arbitraire, au moyen d'un retour variant dans le temps et lisse. L'étude de stabilité de ce problème de commande est inspirée de la théorie de commande adaptative et les résultats sont formulés en termes d'une nouvelle formulation de l'excitation persistante, un concept bien connu dans la littérature de la commande adaptative depuis plusieurs années.

Les exigences en termes de précision et de rapidité des machines-outils utilisées pour l'usinage Très Grande Vitesse, ou des machines de transfert de charges rapides, nécessitent une modélisation dynamique fine de ces machines afin d'améliorer la qualité de leur simulation dans le but de prédire leurs performances, d'améliorer leur conception ou leur commande. Ainsi les travaux présentés dans ce mémoire s'articulent autour de quatre thèmes :i) le dévelopement d'un modèle dynamique pour les structures mécaniques à flexibilités localisées ii) l'identification des paramètres dynamiques de ce modèle iii) la stratégie de réglage d'une commande numérique à structure imposée et iv) la simulation d'axes de machines munis de leur commande numérique

LES SYSTEMES MECANIQUES ARTICULES QUE CONSTITUENT LES ROBOTS MANIPULATEURS SONT MODELISABLES PAR DES SYSTEMES DIFFERENTIELS NON-LINEAIRES QUE L'ON CONSIDERE COMME DES SYSTEMES LINEAIRES NON STATIONNAIRES. LA MISE EN EVIDENCE DES PROPRIETES PARTICULIERES DES SYSTEMES D'ORDRE REEL NON ENTIER, ETUDIES DIRECTEMENT DANS LE DOMAINE TEMPOREL GRACE A UNE NOUVELLE DEFINITION DE LA DERIVEE GENERALISEE, PERMET D'ENVISAGER UNE COMMANDE EN POURSUITE DE TRAJECTOIRE DE TELS SYSTEMES. METTANT EN DEFAUT LE DILEMME STABILITE-PRECISION STATIQUE, UN ASSERVISSEMENT DE POSITION D'ORDRE NON-ENTIER COMPRIS ENTRE 1 ET 2 PERMET A LUI SEUL DE RENDRE L'AMORTISSEMENT INSENSIBLE AUX VARIATIONS DES PARAMETRES DU PROCESSUS; LES VARIATIONS DE LA FREQUENCE PROPRE PEUVENT ALORS ETRE COMPENSES PAR UN AJUSTEMENT DU GRAIN. UN ALGORITHME NUMERIQUE DE COMMANDE EN POURSUITE DE TRAJECTOIRE D'UNE TABLE POLAIRE INCLINABLE EST COMPARE A DIFFERENTES COMMANDES: PAR DECOUPLAGE NON-LINEAIRE, AUTO ADAPTATIVE ET UNE COMMANDE DISCRETE ROBUSTE