Conception, modélisation et commande d'une surface de manipulation sans contact à flux d'air induit.

Anne Delettre 1
1 AS2M/CODE
FEMTO-ST - Franche-Comté Électronique Mécanique, Thermique et Optique - Sciences et Technologies
Résumé : Ce mémoire décrit la conception, la modélisation et la commande d'un manipulateur pneumatique, fondé sur un principe de traction aérodynamique original. De puissants jets d'air verticaux permettent de créer un flux d'air horizontal pour manipuler des objets sans contact. Les objets sont maintenus en constante lévitation sur la surface grâce à un coussin d'air, et peuvent être positionnés selon trois degrés de liberté du plan, grâce à la combinaison adéquate et distribuée de jets d'air verticaux. Nous détaillons la conception d'un prototype original de manipulateur exploitant ce principe fluidique. Ce prototype a été intégré dans une plate-forme expérimentale afin de valider le principe de manipulation : le système permet de déplacer des objets à une vitesse atteignant 180 mm/s. Nous avons modélisé le fonctionnement de la surface selon plusieurs méthodes. Un premier modèle comportemental, fondé sur des données expérimentales, a été établi. Il permet de simuler l'évolution de la position d'un objet sur la surface, selon un degré de liberté. Deux modèles de connaissance, fondés sur une étude aérodynamique fondamentale, donnent l'évolution de la position de l'objet selon respectivement deux et trois degrés de liberté du plan. Chacun des modèles a été validé expérimentalement. Nous avons synthétisé différents contrôleurs afin d'asservir la position de l'objet : un premier, de type PID, et un second, de type robuste (méthode H1). La commande de un, puis deux degrés de liberté du système, a permis d'atteindre de bonnes performances : temps de réponse d'environ 2 s et dépassement souvent inférieur 'a 5%. Nous avons également étudié un micro-manipulateur pneumatique permettant de déplacer des objets de taille millimétrique selon deux directions, grâce à des jets d'air inclinés. Ces objets peuvent atteindre des vitesses de 123 mm/s. La résolution du positionnement est inférieure 'a 0.4 μm.
Type de document :
Thèse
Micro et nanotechnologies/Microélectronique. Université de Franche-Comté, 2011. Français
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https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00720959
Contributeur : Martine Azema <>
Soumis le : jeudi 26 juillet 2012 - 12:04:48
Dernière modification le : mercredi 29 octobre 2014 - 13:23:50
Document(s) archivé(s) le : samedi 27 octobre 2012 - 02:35:20

Identifiants

  • HAL Id : tel-00720959, version 1

Citation

Anne Delettre. Conception, modélisation et commande d'une surface de manipulation sans contact à flux d'air induit.. Micro et nanotechnologies/Microélectronique. Université de Franche-Comté, 2011. Français. <tel-00720959>

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