On the modeling and control of automotive vehicles
Sur la modélisation et la commande de véhicules automobiles
Résumé
The study presented in this thesis deals with the application of automatic control techniques to automotive field. The modelling and control aspects have been particularly studied. Two main parts may be distinguished. In the first one, independent sub models are developed based on the essential dynamics related to the longitudinal, vertical and lateral behaviors. In this context, the typical main quantifiers to evaluate vehicle dynamic behavior are mentioned, more particularly, the performance, the ride quality and the handling quality. In the second part, some control problems are emphasized that allow to improve the vehicle dynamic behavior. An advanced control methodology developed in the Laboratoire d'Automatique de Grenoble and based on the optimal robust control approach is presented. A control approach to deal with the automatic steering problem is proposed where the feedback is only on the lateral displacement. For simulation evaluation purpose, a vehicle full-scale nonlinear model is used.
Le travail présenté dans cette thèse concerne l'application des techniques de l'automatique au domaine automobile. Nous avons abordé plus particulièrement les problèmes de modélisation et de commande. Le travail est organisé en deux parties : la première est dédiée à un certain nombre d'aspects de modélisation. Une telle modélisation peut être effectuée en différents sous-ensembles et/ou représentée par des modèles plus ou moins compliqués. Les indicateurs plus souvent employés dans la littérature pour évaluer le comportement dynamique des véhicules, en terme de performance, tenue de route et confort sont analysés. La deuxième partie de la thèse met en évidence quelques problèmes de commande intéressants pour améliorer le comportement dynamiques des véhicules. Nous présentons ensuite, en vue de l'application au véhicule, une méthodologie de commande robuste et/ou adaptative développée au laboratoire d'automatique de Grenoble. Cette méthodologie est ensuite appliquée au problème de conduite automatique de véhicule, ou seul l'écart latéral, véhicule-trajectoire, est utilisé comme retour d'information. Pour simuler le comportement du véhicule, un modèle complet non linéaire est utilisé.