Université de Liège Réseau des Bibliothèques

BICTEL/e - ULg
Serveur institutionnel des thèses de doctorat



Nouvelles thèses
dans BICTEL/e - ULg
  • Stiepen, Arnaud - Dynamics and compisition of Mars and Venus upper atmospheres observed by the ultraviolet spectrographs on board Mars Express and Venus Express/ Dynamique et composition des atmosphères supérieures de Mars et Vénus observées par les spectrographes ultraviolets à bord de Mars Express et Vénus Express
  • Collignon, Amandine - Abondance et variabilité des méduses en Baie de Calvi (Corse)
  • Hermans, Thomas - Integration of near-surface geophysical, geological and hydrogeological data with multiple-point geostatistics in alluvial aquifers
Présentation Recherche thèse Dépôt thèse Accès
gestionnaires
 
Page de résumé pour ULgetd-07092007-155827

Auteur : Bruls, Olivier
E-mail de l'auteur : O.Bruls@ulg.ac.be
URN : ULgetd-07092007-155827
Langue : Anglais/English
Titre : Integrated Simulation and Reduced-Order Modeling of Controlled Flexible Multibody Systems
Intitulé du diplôme : Doctorat en sciences de l'ingénieur
Département : FSA - Département d'aérospatiale et de mécanique
Jury :
Nom : Titre :
Cardona, Alberto Membre du jury/Committee Member
Eberhard, Peter Membre du jury/Committee Member
Kerschen, Gaëtan Membre du jury/Committee Member
Samin, Jean-Claude Membre du jury/Committee Member
Van Brussel, Hendrik Membre du jury/Committee Member
Duysinx, Pierre Président du jury/Committee Chair
Geradin, Michel Promoteur/Director
Golinval, Jean-Claude Promoteur/Director
Mots-clés :
  • active control/contrôle actif
  • global modal paremeterization/paramétrisation globale modale
  • vibration control/contrôle des vibrations
  • model reduction/réduction de modèle
  • mechatronics/mécatronique
  • robotics/robotique
  • time integration/intégration temporelle
  • generalized-alpha method/méthode alpha-généralisée
  • multibody dynamics/système multicorps
Date de soutenance : 2005-04-08
Type d'accès : Public/Internet
Résumé :

A mechatronic system is an assembly of technological components, such as a mechanism, sensors, actuators, and a control unit. Recently, a number of researchers and industrial manufacturers have highlighted the potential advantages of lightweight parallel mechanisms with respect to the accuracy, dynamic performances, construction cost, and transportability issues. The design of a mechatronic system with such a mechanism requires a multidisciplinary approach, where the mechanical deformations have to be considered. This thesis proposes two original contributions in this framework.

(i) First, a modular and systematic method is developed for the integrated simulation of mechatronic systems, which accounts for the strongly coupled dynamics of the mechanical and non-mechanical components. The equations of motion are formulated using the nonlinear Finite Element approach for the mechanism, and the block diagram language for the control system. The time integration algorithm relies on the generalized-alpha method, known in structural dynamics. Hence, well-defined concepts from mechanics and from system dynamics are combined in a unified formulation, with guaranteed convergence and stability properties. Several applications are treated in the fields of robotics and vehicle dynamics.

(ii) Usual methods in flexible multibody dynamics lead to complex nonlinear models, not really suitable for control design. Therefore, a systematic nonlinear model reduction technique is presented, which transforms an initial high-order Finite Element model into a low-order and explicit model. The order reduction is obtained using the original concept of Global Modal Parameterization: the motion of the assembled mechanism is described in terms of rigid and flexible modes, which have a global physical interpretation in the configuration space. The reduction procedure involves the component-mode technique and an approximation strategy in the configuration space. Two examples are presented: a four-bar mechanism, and a parallel kinematic machine-tool.

Finally, both simulation and modeling tools are exploited for the dynamic analysis and the control design of an experimental lightweight manipulator with hydraulic actuators. A Finite Element model is first constructed and validated with experimental data. A reduced model is derived, and an active vibration controller is designed on this basis. The simulation of the closed-loop mechatronic system predicts remarkable performances. The model-based controller is also implemented on the test-bed, and the experimental results agree with the simulation results. The performances and the other advantages of the control strategy demonstrate the relevance of our developments in mechatronics.

Autre version : http://www.ltas.ulg.ac.be/cmsms/uploads/File/Bruls_PhD.pdf
Fichiers :
Nom du fichier Taille Temps de chargement évalué (HH:MI:SS)
Modem 56K ADSL
[Public/Internet] BrulsThesis05_hr.pdf 6.68 Mb 00:15:54 00:00:35

Bien que le maximum ait été fait pour que les droits des ayants-droits soient respectés, si un de ceux-ci constatait qu'une oeuvre sur laquelle il a des droits a été utilisée dans BICTEL/e ULg sans son autorisation explicite, il est invité à prendre contact le plus rapidement possible avec la Direction du Réseau des Bibliothèques.


Parcourir BICTEL/e par Auteur|Département | Rechercher dans BICTEL/e


© Réseau des Bibliothèques de l'ULg, Grande traverse, 12 B37 4000 LIEGE