Gentiane Venture

1
Identification des paramètres dynamiques dune
voiture

• Gentiane Venture
• Institut de Recherche en Communication et
  Cybernétique de Nantes
• PSA Peugeot - Citroën

25 Novembre 2003
2
Organisation de la présentation

• Contexte de la thèse
• Dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

3
Contexte de la thèse

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

• Calculs et simulations utilisés intensivement
  lors de la conception dune voiture
• Essais sur piste et mise au point du prototype
  pour différentes variantes du véhicule
• Vérification que le véhicule se comporte bien sur
  route
• Réglage des différents éléments pour garantir
  confort et sécurité
• Tests et normes de sécurité de plus en plus
  nombreux et stricts (EuroNCAp)

4
Contexte de la thèse

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

• Simulation peu utilisée lors de la mise au point
  
• Problèmes de recalage entre mesures et simulation
  pour utiliser le calcul efficacement.
• Influence de lenvironnement sur les mesures
• Conditions météorologiques, piste
• Manque de précision dans la définition du
  véhicule
• Différentes configurations, réglages
• Il faut renseigner correctement le logiciel de
  simulation les paramètres dynamiques de la
  voiture.
• ? Identification des paramètres dynamiques de la
  voiture à partir des mesures effectuées sur le
  prototype

5
Dynamique du véhicule

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

• Constitution dun véhicule
• Mouvements des roues et de la caisse
• Mouvements de la caisse par rapport au sol
• Efforts extérieurs appliqués sur le véhicule

6
Constitution dun véhicule

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

• Composition du véhicule
• 4 roues

• 2 trains

• 4 suspensions 2 barres anti-roulis

• 1 colonne de direction

• 1 caisse ou châssis

7
Mouvements des roues et de la caisse

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

• La roues et la caisse bougent lune par rapport à
  lautre

• Débattements de suspensions zi

• Braquage des roues avant et pince des roues
  arrière bi

• Carrossage gi

• Voie 2li

• Empattement 2Li

• Enroulement zi

8
Mouvements de la caisse

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

• Position et orientation de la caisse par rapport
  au sol
• 3 mouvements de translations
• Avance translation suivant laxe longitudinal x
• Ballant translation suivant laxe tranversal y
• Pompage translation suivant laxe vertical z
• 3 mouvements de rotations
• Roulis rotation q autour de laxe longitudinal
  x

• Lacet rotation y autour de laxe vertical z

9
Efforts extérieurs (1/2)

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

• Efforts de contact entre les roues et le sol

• Difficile à modéliser (Pacejka, Delft), à
  estimer
• Mesurés (roue dynamométrique) dans le repère
  centre de roue Rcri (moyeu)

10
Efforts extérieurs (2/2)

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

• Efforts aérodynamiques (torseur aérodynamique)
• Appliqués sur la caisse
• Principalement dans la direction longitudinale en
  labsence de vent
• Composante verticale importante pour la stabilité
  à grande vitesse
• Tabulations à partir de mesures en soufflerie

11
Outils robotiques pour la modélisation et
lidentification

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

• Modélisation géométrique
• Modèle dynamique
• Méthode didentification

12
Modélisation géométrique

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

• Modélisation des systèmes multi-corps à n ddl

• Degrés de liberté élémentaire entre deux corps
• qj la variable articulaire

• Un repère lié à chaque corps défini suivant la
  description de Denavit Hartenberg modifiée
• Utilisation de corps virtuels pour définir des
  mouvements complexes

13
Paramètres dynamiques

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

• 1 corps réel Cj ? 10 paramètres dynamiques
• Matrice dinertie XXj, XYj, XZj, YYj, YZj, ZZj
• Premiers moments dinertie MXj, MYj, MZj
• Masse Mj
• 1 corps virtuel ? pas de paramètre dynamique
• Articulation élastique ? 4 paramètres dynamiques
• Raideur kj
• Coefficient damortissement hj
• Coefficient de frottement sec fsj
• Offset pour la position déquilibre offj

14
Modèle dynamique obtention et formalisme

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

• Obtention
• Par la méthode de Lagrange
• Par la méthode de Newton-Euler
• Formalisme (indépendant de la méthode dobtention)

15
Modèle dynamique propriétés

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

• ? Modèle dynamique linéaire par rapport aux
  paramètres standard Xs

• L vecteur (nx1) couples articulaires L L1
  Lj ... LnT
• q vecteur (nx1) positions articulaires q
  q1qjqn T

• DS la matrice (nxns) appelée régresseur
• Xs le vecteur (nsx1) des paramètres dynamiques
  standard
• Modèle sur-paramétré ? Identifiabilité des
  paramètres calcul des paramètres de base

16
Paramètres de base

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

• Jeu minimal de paramètres inertiels caractérisant
  complètement le modèle dynamique
• Etape indispensable pour l'identification des
  paramètres dynamiques ? seuls les paramètres de
  base sont identifiables
• Obtenus par élimination ou regroupement de
  certains paramètres inertiels standard
• Méthode symbolique ou numérique (QR)

17
Echantillonnage du modèle dynamique
didentification

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

• Modèle dynamique didentification
• L Ds.Xs D.X
• X le vecteur (nBx1) des paramètres de base
• D la matrice (nxnB) appelée régresseur
• Après échantillonnage sur un mouvement

• Y vecteur (rx1) des couples articulaires
  échantillonnés
• W matrice (rxnB) dobservation
• r le vecteur (rx1) des erreurs (modèle, mesure)
• r n x néchantillons avec r ? nB

18
Propriétés et résolution du système Y WX

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

• Système surdéterminé (r (nombre total
  déquations) ? nB (nombre de paramètres))
• Système linéaire par rapport au vecteur des
  paramètres dynamiques à estimer X
• Estimation de X par une méthode du type moindres
  carrés pondérés

19
Avantages de la formulation

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

• Utilisation du modèle dynamique inverse
  équations naturelles de la physique
• Plus facile et plus immédiat (Symoro) à calculer
  que le modèle dynamique direct (équation détat)
• Equations sous forme algébrique en fonction des
  positions, vitesses et accélérations
  articulaires.
• Pas d'intégration d'équations différentielles à
  effectuer pas de problème de conditions
  initiales
• Techniques numériques éprouvées (factorisations
  SVD et QR ), et codes performants disponibles
  (Matlab, Scylab)

20
Filtrage nécessaire

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

• Obtention des positions, vitesses et
  accélérations articulaires, pour les n
  articulations
• Pré-traitement des mesures indispensable
• Estimation des dérivées
• Filtrage passe-bande passe-bas x dérivateur
• En pratique Butterworth (filtre allerretour) x
  différence centrée
• Avantage pas de distorsion de phase
• Estimation des intégrales
• Filtrage passe-bande passe-bas x intégrateur
• En pratique Butterworth (filtre allerretour) x
  trapèze
• Avantage pas de distorsion de phase

21
Choix et validation des mouvements excitants

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

• Validation des essais physiques effectués sur le
  véhicule réel et disponibles
• Mouvements excitants déterminés en simulation
  avec le logiciel de dynamique véhicule ARHMM
  (PSA)
• 2 mouvements pour estimer les principaux
  paramètres dynamiques de la caisse, des
  suspensions et les raideurs verticales des
  pneumatiques
• Le sinus-volant (roulis, lacet, suspension,
  pneumatique)
• Braquage sinus vobulé à vitesse constante
• Le levé de pied (tangage principalement)
• Pilote lache totalement et brusquement
  laccélérateur

22
Modèle à 16 degrés de liberté Modélisation
(1/3)

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

• Modèle 3D simplifié et intuitif
• Caisse en mouvement par rapport au sol 6 ddl
  pour définir le porteur spatial
• Roue arrière débattement de suspension et
  rotation de la roue par rapport à son axe 2 x 2
  ddl
• Roue avant débattement de suspension, braquage
  et rotation de la roue par rapport à son axe 3
  x 2 ddl
• Structure arborescente à 20 corps (4
  articulations bloquées)

23
Modèle à 16 degrés de liberté Modélisation
(2/3)

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

24
Modèle à 16 degrés de liberté Modélisation
(3/3)

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

• En pratique torseur des efforts connus au niveau
  du moyeu

• Système corps de la chaîne arborescente du
  châssis aux moyeux (sans les roues)
• Equations de suspension découplées de celles de
  la caisse

25
Modèle à 16 degrés de liberté Résultats
obtenus en simulation (1/2)

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

• Données obtenues avec ARHMM modèle complet
• Résultats pour la caisse avec concaténation des
  essais

26
Modèle à 16 degrés de liberté Résultats
obtenus en simulation (2/2)

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

• Résultats pour les suspensions

• Interprétation
• Les écarts-type sont tous faibles mais les
  valeurs sont très différentes des valeurs a
  priori.
• ? Donc le modèle nest pas assez précis

27
Modèle à 16 degrés de liberté Conclusions

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

• Validation de la méthode didentification sur un
  véhicule
• Mais 16 degrés de liberté ne sont pas suffisants
  
• Modélisation pas assez précise pour
  lidentification
• Il faut
• Prendre en compte plus de degrés de liberté,
  entre les roues et la caisse, qui jouent un rôle
  dans la projection des efforts de contact sur la
  caisse
• Modéliser la barre anti-roulis pour mieux estimer
  les paramètres de suspension

28
Modèle à 38 degrés de liberté Améliorations
apportées

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

• Rajout de certains degrés de liberté

• La pince pour les roues arrières
• La variation de demie-voie pour les 4 roues
• La variation de demi-empattement pour les 4 roues
• La variation de carrossage pour les 4 roues
• La variation denroulement pour les 4 roues
• Prise en compte des 4 écrasements des pneumatiques

• La modélisation des 2 barres anti-roulis une
  raideur constante kad chacune, telle que Fad
  kad (qi - qj)
• Prise en compte du torseur aérodynamique

29
Comportement vertical du pneumatique

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

• Ecrasement vertical du pneumatique ei

• Equation dynamique verticale pour le pneu i
• Fzi kpi.ei offi
• Modélisé par une raideur constante kpi
• Amortissement négligé car très faible (pour
  limiter léchauffement du pneu)
• Offset offi prend en compte la position
  déquilibre

30
Modèle à 38 degrés de liberté Modèle Lagrangien

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

Articulations bloquées
Articulations rotoïdes
Articulations prismatiques
Articulations élastiques
31
Modèle à 38 degrés de liberté Résultats
obtenus en simulation

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

• Pour la caisse avec contaténation levé de
  pied et sinus-volant 90 km/h
• Position du centre de gravité en unités métier,
  obtenue à partir des premiers moments et de la
  masse

32
Modèle à 38 degrés de liberté Modèle mixte
eulérien - lagrangien

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

• Mouvements de la caisse par rapport au sol
  décrits dans le formalisme eulérien par le
  torseur des vitesses Vw et F la position
  actuelle

Articulations rotoïdes
Articulations prismatiques
Articulations élastiques
33
Modèle à 38 degrés de liberté Intérêt du
modèle mixte

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

• Variables à renseigner pour mouvements de la
  caisse correspondent à celles disponibles sur le
  véhicule réel
• En simulation cela na pas dimportance car
  toutes les variables sont calculées
• Avec le véhicule réel cumul derreurs ainsi
  limité
• Modèle mixte plus performant en terme de calculs
  que le modèle lagrangien (1/3 dopérations en
  moins)
• 783 opérations pour le modèle mixte
• 1186 opérations pour le modèle lagrangien.

34
Modèle à 38 degrés de liberté Instrumentation
nécessaire

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

• Variables à connaître en vue de lidentification
  
• Variables articulaires position, vitesse,
  accélération
• Lune des trois suffit, les autres sont alors
  estimées par filtrage
• Efforts extérieurs
• Efforts de contact roue-sol
• Efforts aérodynamiques
• Instrumentation minimum nécessaire
• Roues dynamométriques
• Centrale inertielle
• Capteurs de débattement
• Position crémaillère (ou angle volant)

35
Modèle à 38 degrés de liberté Mesures
effectuées sur la 406 corrélation

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

• 4 roues dynamométriques (IGEL)
• Torseurs des efforts au moyeu
• Vitesse de rotation de la roue
• 1 centrale inertielle (SAGEM)
• Accélérations longitudinale, transversale et
  verticale
• Angle de lacet et vitesses de roulis et de
  tangage
• 2 capteurs de vitesse (CORREVIT)
• Vitesse transversale et longitudinale
• 4 lasers et 4 autocollimateurs (ZIMMER)
• Hauteur de la caisse
• Inclinaison du plan de roue par rapport à la
  caisse (angles de braquage, pince et carrossage)
• 4 capteurs de débattement
• 1 capteur de déplacement de la crémaillère
• 1 volant dynamométrique

36
Modèle à 38 degrés de liberté Obtention des
variables non mesurées

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

• Tabulation
• A partir de mesures sur bancs (BCV)
• Mesures nécessaires débattements de suspension
  et position crémaillère
• Variables reconstruites variations de
  demie-voie, demi-empattement, enroulement mais
  aussi de carrossage, braquage, pince
• A partir de mesures en soufflerie torseur
  aérodynamique
• Calculs
• Ecrasement des pneumatiques à partir du roulis
  et des débattements de suspension

37
Modèle à 38 degrés de liberté Trajectoires
utilisée pour lidentification

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

• Trajectoires disponibles sur le véhicule réel
• Sinus-volant 90 km/h, 110 km/h
• Spirales à 80km/h droite et gauche
• Freinage en ligne droite
• Echelon volant à droite et à gauche

• Trajectoires disponibles sur le véhicule réel
• Sinus-volant 90 km/h, 110 km/h
• Spirales à 80km/h droite et gauche
• Freinage en ligne droite

• Trajectoires disponibles sur le véhicule réel
• Sinus-volant 90 km/h, 110 km/h
• Spirales à 80km/h droite et gauche

• Trajectoires disponibles sur le véhicule réel
• Sinus-volant 90 km/h, 110 km/h, 130 km/h, 160 km/h

• Trajectoires utilisées pour lidentification
• Sinus-volant 90 km/h
• Spirales à 80km/h droite et gauche

38
Modèle à 38 ddl Résultats obtenus avec le
sinus-volant caisse

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

• Paramètres estimés sur le véhicule réel
• Position du centre de gravité en unités métier,
  obtenue à partir des premiers moments et de la
  masse

39
Modèle à 38 ddl Résultats obtenus avec le
sinus-volant suspensions

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

• Suspensions arrière
• Suspensions avant

40
Modèle à 38 ddl Résultats obtenus avec des
spirales pneus

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

• Spirale 80 km/h, premier essai
• Spirale 80 km/h, deuxième essai

41
Modèle à 38 degrés de liberté Interprétation
des résultats

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

• Modèle mixte adapté à lidentification des
  paramètres dynamiques sur le véhicule réel
• Inerties de roulis et lacet, position du centre
  de gravité et masse de la caisse estimées avec le
  sinus-volant (comme prévu en simulation) (ei lt
  3)
• Raideurs de suspension estimées avec des erreurs
  dues à la modélisation linéaire
• Raideurs de barre anti-roulis bien estimées
• Raideurs verticales des pneumatiques bien
  estimées mais très dépendantes de lessai
  conditions de T, de pression

42
Modèle à 38 degrés de liberté Validation par
reconstruction caisse

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

• Validation directe sinus 90 km/h sinba901

_______ Y calculé _______ WX estimé
43
Modèle à 38 degrés de liberté Validation par
reconstruction caisse

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

• Validation croisée sinus 110 km/h, freinage en
  ligne droite

_ _ _ _ _ Y calculé _______ WX estimé
44
Modèle à 38 ddl Validation par reconstruction
suspensions

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

• Validation directe

_ _ _ _ _ Y calculé _______ WX estimé
Articulation 9 Effort de suspension ARG N
Articulation 18 Effort de suspension ARD N
Articulation 27 Effort de suspension AVG N
Articulation 36 Effort de suspension AVD N
45
Modèle à 38 degrés de liberté Validation par
reconstruction pneus

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

• Validation directe
• Spirales à gauche spirg801 spirg803
• Spirales à droite spird801 spird803

_ _ _ _ _ Y calculé _______ WX estimé
46
Modèle à 38 degrés de liberté Validation avec
ARHMM

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

_ _ _ _ _ simulation _______ simulation
paramètres estimés _______ mesures sur véhicule
réel

• Accélération transversale

47
Modèle à 38 degrés de liberté Validation avec
ARHMM

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

_ _ _ _ _ simulation _______ simulation
paramètres estimés _______ mesures sur véhicule
réel

• Vitesse de roulis

48
Modèle à 38 degrés de liberté Validation avec
ARHMM

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

_ _ _ _ _ simulation _______ simulation
paramètres estimés _______ mesures sur véhicule
réel

• Débattement de suspension arrière gauche

49
Modèle à 38 degrés de liberté Validation avec
ARHMM

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

• Comparaison efforts de contact simulé/mesuré

Effort longitudinal ARG
_______ simulation ARHMM Pacejka _______ mesures
sur véhicule réel
Effort vertical ARG
50
Conclusions

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

• 1ère modélisation dynamique du véhicule en vue de
  lidentification des paramètres dynamiques
  application réussie du formalisme de robotique
• 38 degrés de liberté
• Prise en compte des barres anti-roulis, de
  laérodynamique
• Possibilité destimer les paramètres dynamiques
• Avec des essais physiques courants (sinus,
  spirales)
• Avec estimation de la confiance à accorder au
  résultat (si)
• Sans connaissance a priori de la valeur à estimer
  (MCP)
• Modélisation linéaire de la suspension pas assez
  précise
• Raideurs verticales des pneus sensibles aux
  conditions de lessai T, pression
• Roues dynamométriques indispensables pour
  lestimation

51
Modèle à 38 degrés de liberté Interprétation
des résultats

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

• Modèle mixte adapté à lidentification des
  paramètres dynamiques sur le véhicule réel
• Inerties de roulis et lacet, position du centre
  de gravité et masse de la caisse estimées avec le
  sinus-volant (comme prévu en simulation) (ei lt
  3)
• Raideurs de suspension estimées avec des erreurs
  dues à la modélisation linéaire
• Raideur de barre anti-roulis avant bien estimée
• Raideurs verticales des pneumatiques bien
  estimées mais très dépendantes de lessai
  conditions de T, de pression

52
Perspectives

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

• Se passer des roues dynamométriques afin de
  systématiser lestimation sur les véhicules
• Reconstructeur du torseur dynamique de contact
  roue/sol
• Compléter le jeu de trajectoires avec un levé de
  pied pour estimer les paramètres manquants
• Affiner la modélisation de la suspension
• Tester la procédure sur un autre véhicule

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Je vous remercie de votre attention.

• Quelques éléments de bibliographie
• J.C. Dixon, Tires, suspension and handling.
  Second edition, SAE international
• M. Gautier, "Numerical calculation of the base
  inertial parameters", J. of Robotic Systems, Vol.
  8(4), August 1991, p. 485-506
• T. Halconruy, Les liaisons au sol, ETAI 1995
• W. Khalil, E. Dombre, Modélisation,
  identification et commande de robots, 2ème
  édition, Hermès, 1999

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Pondération

• Contexte de la thèse
• Véhicule et dynamique véhicule
• Outils robotiques pour la modélisation et
  lidentification
• Modèle à 16 degrés de liberté
• Modèles à 38 degrés de liberté
• Conclusions et perspectives

• Moindres carrés simples même confiance à
  chacune des équations
• Expérimentalement pas judicieux
• Confiance différente pour
• Chaque articulation
• Pour chaque mouvement
• Solution pondération
• Coefficient de pondération déterminé à partir des
  écarts types estimés pour chaque groupe
  d'équations
• Permet lamélioration de l'estimation des
  paramètres Xi et des écarts-types associés si.