Abstract FR:

Ce mémoire constitue une contribution à la modélisation des robots flexibles. Dans le but d'aborder ces systèmes pluridisciplinaires avec une perception unitaire, la technique des Bond-Graphs a été utilisée. Les différents domaines énergétiques abordés dans ce travail sont ainsi décrits d'une façon unifiée. Toutefois, pour modéliser le comportement dynamique des segments flexibles, une extension de l'application des Multibond-Graphs à ces systèmes a été développée en utilisant différentes méthodes d'analyse des structures. Après avoir présenté dans le premier chapitre une analyse des travaux les plus pertinents sur la modélisation des robots flexibles, il est proposé dans le second chapitre une méthode reposant sur la technique des Bond-Graphs et la technique d'analyse modale. Basés sur les deux formes duales des équations de Hamilton d'une poutre de Bernoulli, deux modèles en petits déplacements de segment flexible non contraint sont présentés. L'extension de cette approche à l'analyse des couplages énergétiques entre les petits déplacements et les grands déplacements d'une part, et entre les petits déplacements dans les deux plans perpendiculaires de segment flexible d'autre part, est ensuite proposée dans le troisième chapitre. Dans le cas où sa rigidité structurale est prédominante, les modèles en grands déplacements de segment flexible non contraint sont proposés en utilisant les méthodes des modes statiques, d'analyse modale et les éléments finis. La méthode d'analyse modale étant très sensible aux contraintes géométriques et dynamiques pouvant être imposées au système, les procédures de déduction des modèles approchés de segment flexible contraint à partir du modèle générique correspondant à son état non contraint sont étudiées dans le quatrième chapitre. En vue d'améliorer la précision des modèles approchés ainsi obtenus, la méthode de synthèse modale couramment utilisée pour les modèles en éléments finis est étendue aux modèles en analyse modale. Le chapitre cinq est consacré à l'analyse comparative des procédures de construction récursive des modèles dynamiques de segment flexible à section variable et correspondant à la méthode des éléments finis et à la méthode d'analyse modale. L'incorporation de ces modèles dans les procédures de modélisation par les Multibond-Graphs des robots rigides est discutée. Les modèles développés ont été utilisés dans le sixième chapitre en vue d'analyser les performances dynamiques d'un robot hydraulique en phase de conception. L'extension de la méthode de double décomposition modale aux modèles en Bond-Graph comportant des non linéarités, dues exclusivement au repère tournant est proposée en vue de réduire la complexité du modèle global. En annexe de robot incluant de ce chapitre un exemple d'une procédure de conception à la fois l'architecture mécanique et la structure de commande est présenté.