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Ondulateur à niveaux multiples et son application en compensation de la puissance réactive
No full textDeux algorithmes pour la compensation de la puissance réactive sont présentés. Les deux sont fondés sur le contrôle de la tension à la sortie d'onduleur, et sur la commande à fréquence fondamentale. Les deux algorithmes démontrent que la compensation de la puissance réactive est effectuée en contrôlant l'échange de puissance active entre le réseau et le côté CC d'onduleur. Ils sont validés par la simulation. Le "Power System Blockset", et le "Simulink" sont utilisés pour les simulations. De plus, un prototype de convertisseur à cinq niveaux est développé et appliqué en tant que compensateur statique des VAr. Les IGBT de quatrième génération sont utilisés comme les interrupteurs. Le circuit de contrôle est basé sur le DSP TMS320C31. Les résultats pratiques et les résultats de simulation sont présentés
Conception d'une alimentation triphasée, à haute densité et à pollution minimale
No full textCe travail vise à concevoir une alimentation triphasée CA-CC, à facteur de puissance unitaire, à faible taux de distorsion harmonique et à haute densité de puissance.
Le cahier des charges fournit les spécifications nécessaires.
Il s'agit donc, par le biais de simulations et d'expérimentations, de valider une topologie choisie à la suite d'une recherche bibliographique.
Dans ce rapport sont présentés les résultats de simulations effectuées dans Powerlib et dans Pspice, et les résultats pratiques obtenus sur un prototype de 2kW
Conception et fabrication d'une aile rotative basse vitesse pour un hélicoptère à propulsion humaine
No full textEn janvier 1998, à l'École de technologie supérieure, une équipe composée d'étudiants gradués et sous-gradués débuta la conception et la fabrication d'un hélicoptère à propulsion humaine (HPH) dans le but de relever le défi Igor Sikorsky présenté par l'American Helicopter Society. Depuis 1980, 19 HPH ont été fabriqués dans le but de remporter l'épreuve mais jusqu'à ce jour, aucune n'a su répondre aux exigences du concours et seulement deux ont pu s'arracher à la gravité l'instant de quelques secondes.
Une des difficultés du projet réside dans la conception et la fabrication des rotors qui se doivent d'avoir un diamètre minimum de près de 30 mètres pour générer suffisamment de poussée. Le présent mémoire présente les différentes étapes menant à la conception et à la fabrication des pales de l'HPH de l'ETS. D'un point de vue aérodynamique, une méthode de calcul de la géométrie et des performances des rotors en effet de sol sera développée. Un module de calculs des performances hors point de conception sera également développé dans le but de connaître le comportement global des pales. Le design final des rotors convergea vers des rotors de 35 mètres de diamètre absorbant une puissance de 300 Watts et conçu pour tourner à une vitesse de sept rotations par minute. D'un point de vue mécanique, la structure jugée idéale pour résister au chargement aérodynamique est de type monocoque fabriquée principalement de fibres de carbone et de polystyrène expansé recouvert d'un mince film Mylar ® Sur le plan fabrication, une série de quatre moules et un four utilisé pour polymériser la fibre de carbone furent fabriqués pour rendre possible la mise en forme des pales.
Finalement, une série de tests statiques sur différents prototypes de pales ont mené au développement final de ces dernières, qui afficheront en bout de ligne un poids de 16 kilogrammes chacune
Development of software to facilitate the implementation of total productive maintenance in an ISO 9000, total quality management frame work
No full textThe objective of this thesis is to develop a methodology to implement the total quality management (TQM) and total productive maintenance (TPM) under an ISO 9000 and ISO 14000 fram work. To facilitate such implementation, an integrated computer software is developed to manage the different activities in the electromechanical maintenance facilities in any type of industry.
In the first part of this thesis we start by introducing and clarifying every element that form the base to the understanding of the total Quality Management and total Productive Maintenance philosophies with the customer satisfaction as a major target. A systematic approach will be followed so that each element of the TQM and TPM can be brought under attention and bonded smoothly with the other elements of these two philosophies. This is done to ensure the success of the implantation of TQM and TPM in the difficult and sometimes demanding environment of the maintenance facilities.
To help clarify, understand and support the customer needs, globally applicable standards will play a key role. Such standards, whether developed by the International Standardization Organisation (ISO 9000 for Quality Management and ISO 14000 for Environment Management) or other organisations will become the primary instrument to guide us in the process.
These standards strive to perfect, at all times, the application of teamwork consensus, direct communication, and transparency principles in management. In this way ISO and other standards promote the values of rationality, utility, safety, waste reduction, environmental protection and ultimately, the customer satisfaction.
In the second part of the thesis, a computer software is developed to manage the activities of the maintenance facility within ISO 9000 and 14000 framework. The software will give the organisation the capability to adapt and to respond rapidly to the ever-changing needs of the customers it serves. Such fast and cost efficient service requires a planned completion date and a supporting timetable for actions that must be established for each job. To achieve these objectives, each team member should follow written procedures and must be informed when deviations from the planned schedule occur or is expected so that possible assistance or remedial actions may be considered. The software is developed such that real-time evaluation and current needs for standing activities are available to all levels of management. Many Technical Management Reports are also introduced to rapidly assign or re-assign jobs to the working teams.
The tool will also be useful in providing on line and real time information on the equipment and components' status. Such instantaneous, precise, properly classified and readily available data are expected to help the implantation of the TQM and TPM in order to manage and optimize the maintenance facilities
Estimation automatisée de la hauteur des arbres à partir de données d'altimétrie laser
No full textCe projet étudie la possibilité de calculer la hauteur des arbres de la forêt boréale de façon précise et automatique. Les données utilisées sont des images produites à partir de mesures d'altimétrie laser, ainsi qu'une image multispectrale de la région étudiée. En séparant tout le processus de calcul de hauteurs et étapes intermédiaires, exécutées sur ordinateur de façon autonome, nous voulons aussi montrer que le processus est automatisable. Les étapes du projet sont les suivantes: l'acquisition des données, la conversion des données, l'extraction des contours des arbres, l'identification des arbres valides, l'extraction des données pour chacun des arbres et finalement le calcul de la hauteur de chacun des arbres identifiés. L'intervention humaine est cependant encore nécessaire entre l'identification de l'arbre et l'extraction de ses données, entre l'extraction des données et le calcul des hauteurs et à certains points du calcul des hauteurs. Les résultats obtenus répondent en partie aux objectifs fixés. Le filtrage donne des résultats très encourageants quant à la délimitation des couronnes, même si certaines d'elles sont encore confondues avec des voisines. De plus, pour la majorité des arbres, la hauteur calculée s'approche de la valeur réelle
Analyse par éléments finis du sertissage de capsules d'étanchéité
No full textDes capsules métalliques, avec joint intégré, sont couramment utilisées dans l'industrie alimentaire pour assurer l'étanchéité des bouteilles de verre par sertissage. La performance de l'assemblage est mesurée par la pression de fuite.
Dans cette thèse, la simulation par éléments finis du sertissage d'une capsule sur une bouteille de verre est réalisée pour obtenir la distribution des forces exercées sur le joint en fonction de la pression interne.
La simulation du sertissage est réalisée à l'aide du logiciel de calcul par éléments finis Ansys®. L'analyse tridimensionnelle tient compte du comportement élasto-plastique de la capsule métallique, du comportement hyperélastique du joint polymère, et des phénomènes de contact entre les outillages rigides et la capsule.
Des mesures réalisées en laboratoire pour caractériser le comportement du joint en fonction de la pression de fuite ont été combinées aux résultats numériques de la simulation pour prédire la pression de fuite d'un assemblage donné.
La comparaison entre la géométrie finale de l'assemblage serti et la simulation est très acceptable. De plus la prédiction de la pression de fuite d'un assemblage est d'un accord raisonnable avec l'expérimentation
Conception d'un système de contrôle pour un hélicoptère à propulsion humaine
No full textDepuis 1980, l'American Helicopter Society organise un concours qui consiste à faire voler un hélicoptère à propulsion humaine pendant une minute. Vingt ans plus tard, 17 équipes ont essayé de remporter le concours, mais aucune n'y est parvenu. Seulement deux de ces prototypes ont quitté le sol. En 1998, quatre membres du sous-marin Omer 3 ont commencé la conception d'un hélicoptère à propulsion humaine dans le but de participer à ce concours.
La plupart des équipes qui ont participé au concours ont eu des problèmes de stabilité en vol. Il était donc nécessaire de faire un modèle dynamique de l'hélicoptère pour confirmer la stabilité de celui-ci et s'assurer que les pales ne toucheront pas au sol. Ce modèle tient compte des effets dynamiques et aérodynamiques exercés sur l'hélicoptère.
La différence majeure entre le prototype conçu et tous les autres hélicoptères à propulsion humaine est qu'il possède un système de pale à pas variable contrôlé par un ordinateur. Ce type de système, qui a donné la victoire aux sous-marins Omer 2 et 3, est encore plus important dans le cas d'un hélicoptère. Il permet d'économiser l'énergie du pédaleur, de rendre le comportement en vol des pales identiques et de contrôler l'hélicoptère pour qu'il soit capable de respecter les règles du concours.
Étant donné les contraintes de masse, les composantes du système de contrôle électronique, principalement les moteurs et les contrôles en position de ceux-ci, doivent être allégé au maximum tout en gardant les mêmes caractéristiques
Détection de signaux radar et estimation de leurs temps d'arrivée
No full textCes dernières années, une grande attention s'est portée sur la reconnaissance de la forme d'onde du signal de retour dans les radars modernes à cause de leur pertinence. Cependant, les formes d'onde des signaux de retour étant déformées par le bruit du système, des erreurs sont commises lors de leur détection et estimation. Notre travail consiste à concevoir un circuit numérique de détection des impulsions et de calcul de leurs temps d'arrivée et de leurs largeurs, qui minimise ces erreurs. Ce circuit doit fonctionner à 50 MHz avec une latence maximale de 10 périodes d'horloge au détecteur.
Ce rapport propose un algorithme de détection et d'estimation des impulsions. La détection consiste à comparer l'amplitude des échantillons du front montant à un seuil TH1 et à déclarer l'impulsion valide dès qu'un nombre MH+1 d'échantillons successifs d'amplitudes supérieures à TH1 sont détectés. Suite à une validation d'impulsion, la fin de celle-ci est déclarée dès la détection du premier échantillon inférieur à un deuxième seuil TH2. Le temps d'arrivée (PTA1) de l'impulsion est estimé être le temps correspondant à un certain seuil (PTH). Ce seuil représente sa demi amplitude sur une échelle linéaire. Le signal traité étant numérique, PTA1 est déterminé par interpolation. Après une étude théorique de plusieurs méthodes d'interpolation, la méthode d'interpolation linéaire a été sélectionnée pour l'estimation du PTA1 vu son rapport précision/coût matériel très avantageux. Afin d'alléger encore le coût de cette méthode en évitant une opération de division, nous avons subdivisé l'intervalle des 2 points encadrant PTH (ceux qui servent à l'interpolation) en 16 sous intervalles. L'abscisse du premier point de sous intervalle d'amplitude supérieure à PTH correspond au PTA1. La largeur d'impulsion est le nombre de périodes d'horloge entre le premier échantillon au-dessus de TH1 et le premier en dessous de TH2.
L'entrée schématique de cet algorithme a été réalisée sur Viewlogic. La synthèse du circuit résultant nous donne une fréquence maximale de 57 MHz avec des latences maximales de 5 périodes d'horloge pour le détecteur et de 14 pour le circuit total. Ces résultats remplissent bien toutes les contraintes imposées au circuit. L'implantation du circuit sur FPGA nous a également permis de vérifier toute la logique adoptée et d'obtenir de bons résultats de détection et d'estimation des signaux
Métrologie assistée par ordinateur : apport des capteurs 3D sans contact
No full textCe travail de recherche concerne l'inspection automatique de pièces industrielles à partir du modèle CAO de la pièce et de son image 3D obtenue à l'aide d'un capteur laser de haute précision. Tout d'abord nous déterminons et modélisons les différents paramètres qui influencent la précision du capteur laser lors du processus de numérisation d'une pièce. Ce modèle est utilisé pour générer automatiquement une stratégie d'acquisition pour la numérisation complète et précise d'une surface ou d'une pièce complète. La stratégie d'acquisition consiste en la détermination d'un ensemble de points de vue qui définissent la position spatiale et l'orientation exacte du capteur par rapport à la pièce, ainsi que d'autres paramètres du capteur. Le but de la stratégie de numérisation est d'améliorer l'exactitude des mesures de profondeur afin de pouvoir utiliser ce nuage de points 3D dans des tâches de métrologie. Les contraintes imposées au système sont: la connaissance de la position et de l'orientation initiale de la pièce et de son modèle CAO en format IGES. Il n'y a pas de limitations quant à la géométrie de l'objet à inspecter, par conséquent il est possible de contrôler des pièces avec des surfaces simples ou complexes.
Le nuage de points issu de la numérisation d'une pièce est recalé avec son modèle CAO et postérieurement segmenté. La segmentation est réalisée par le calcul de la distance minimale du point 3D aux surfaces du modèle CAO et par la comparaison de propriétés géométriques du point 3D avec son homologue appartenant à la surface. Les résultats de la segmentation sont utilisés pour contrôler les tolérances dimensionnelles et géométriques de la pièce. En utilisant le modèle du bruit, nous avons introduit une valeur de dispersion sur chacun des points 3D acquis par le capteur. Cette valeur de dispersion est présentée comme un facteur de pondération dans les résultats de l'inspection