Contribution à la commande robuste H de systèmes à grande échelle d'enroulement de bandes flexibles

Les contraintes actuelles de production de bandes flexibles, telles que l'augmentation de la vitesse de défilement associée à une diminution de l'épaisseur des bandes élastiques et l'absence de connaissances académiques du comportement matériau procédé, placent les industriels dans des situations difficiles. Ils ont besoin de connaître les lois de réglage des machines pour éviter de générer dans l'entraînement de bande des perturbations qui occasionnent des défauts d'enroulement ou des arrêts de production. L'objectif de ce travail a consisté à développer des méthodes d'analyse et de synthèse de commandes robustes décentralisées pour des systèmes d'entraînement de bandes flexibles à nombreux moteurs dans un contexte d'utilisation comparable à celui rencontré en production industrielle : bande mince, vitesse de défilement élevée. Dans ce but, nous présentons dans ce manuscrit des correcteurs H multivariables avec un ou deux degrés de liberté (ddl), avec et sans intégrateur explicite, appliqués aux systèmes d'enroulement. Différentes structures de correcteurs sont considérées : un correcteur centralisé et des correcteurs décentralisés, avec ou sans recouvrement. Une méthode de conception d'une commande par retour d'état, appliquée aux systèmes d'enroulement et utilisant une résolution d'inégalité matricielle bilinéaire (BMI), est proposée et discutée. Des résultats de simulation sont donnés basés sur un modèle non linéaire identifié sur un banc expérimental. Des résultats expérimentaux sont également donnés sur ce même banc expérimental.In web transport systems, the main concern is to control independently speed and tension in spite of perturbations such as radius variations and changes of set point. Nevertheless, in these control techniques, tracking properties and perturbation rejection are interdependent and cannot be specified separately. In this thesis, we first present multivariable decentralised H controllers with one or two degrees of fredom (DOF), with and without explicit integrator, applied to winding systems. Different controller structures are then considered: centralised and semi-decentralised controllers with or without overlapping. The 2DOF approach improves significantly the disturbance rejection while reducing the coupling between tension and velocity. The use of decentralised control leads to performance deterioration as compared to centralised control. The off-diagonal elements of the plant are represented as uncertainties. This enables to analyse the stability of a decentralised control structure. Finally, multivariable H controllers are presented, with and without integrator, applied to winding systems and determined by a bilinear matrix inequality (BMI) approach. This method consists in designing state feedback control with the use of BMI optimisation. Insertion of full or partial integral action is discussed. Simulation results are given based on a nonlinear model identified on a 3-motor winding test bench. Experimental results have also been obtained on this setup