De l'intérêt des modèles de substitution pour les systèmes de commande de vol : quelques applications embarquées et hors ligne

L'utilisation de modèles de substitution est désormais répandue dans de nombreuses applications, en remplacement de modèles haute-fidélité, de codes de calcul ou de simulateurs lorsque ceux-ci sont trop complexes ou trop gourmands en temps calcul. C'est le cas en particulier dans le domaine aérospatial où des modèles physiques sont disponibles, issus de l'aérodynamique, des structures et de la mécanique du vol, mais qui s'avèrent peu exploitables en l'état pour certaines applications. Des représentations simplifiées sont ainsi nécessaires pour mener à bien certaines tâches spécifiques d'optimisation, d'identification paramétrique, etc., ou bien pour réaliser des implémentations embarquées. Cet article illustre quelques-uns de ces aspects dans le domaine des systèmes de commande de vol d'un avion. Après une présentation des caractéristiques des modèles de substitution qui sont préférentiellement utilisés, les techniques permettant de construire ces modèles simplifiés sont détaillées. Trois applications pertinentes sont ensuite décrites, de type hors ligne ou embarquées, et illustrées sur des données réelles. Les modèles de substitution y sont respectivement mis en œuvre : (i) pour faciliter la construction de représentations linéaires fractionnaires (LFR) utilisées pour l'analyse et la synthèse de lois de commande, (ii) en tant que modèles intermédiaires lors du processus d'identification des non-linéarités aérodynamiques à partir d'essais en vol, (iii) pour disposer de modèles embarquables intégrés dans un algorithme d'estimation de certains paramètres de vol essentiels au séquencement des lois de commande et de protection du domaine de vol.