Développement d'algorithmes de contrôle harmonique pour les systèmes interconnectés : Application aux chaînes d'actionnement électrique en aéronautique // Development of harmonic control algorithms for interconnected systems: Application to electrical act

Les tendances actuelles dans la conception des systèmes techniques, environnementaux et sociaux se caractérisent par une forte connectivité, une taille croissante, une hétérogénéité intrinsèque, une grande autonomie et une prise de conscience accrue du partage des ressources. Ces tendances sont visibles dans divers secteurs, notamment les industries du transport et de l'énergie. La contrainte sur les ressources impose un échange d'informations pour comprendre le comportement global et, par conséquent, ajuster le comportement individuel. Pour atteindre les objectifs souhaités, cette régulation locale doit être accompagnée d'une coopération et d'interactions à l'échelle globale. En outre, ces systèmes sont incertains, marqués par l'interaction de dynamiques de natures différentes et des topologies de communication en évolution. De telles architectures sont extrêmement complexes à contrôler, soulevant des défis scientifiques et technologiques majeurs, au cœur de l'automatique et de la théorie du contrôle. Comprendre comment modéliser et contrôler ces systèmes est d'une importance scientifique et économique majeure [1, 2].
Dans ce contexte, de nombreux systèmes technologiques ou biologiques peuvent être perçus comme des réseaux de processus périodiques en interaction. Les systèmes de gestion de l'énergie en sont des exemples typiques, mais des processus similaires se retrouvent également en neurosciences et en biologie, où plusieurs niveaux sont gouvernés par des processus périodiques en interaction [3, 4]. Maîtriser le contrôle des harmoniques, que ce soit au niveau individuel ou en tenant compte des interactions, est un enjeu à la fois théorique et pratique. Son importance est évidente dans des applications telles que les réseaux électriques ou les neurosciences, par exemple pour atténuer certaines fréquences spécifiques [5, 6]. L'objectif de cette thèse est de développer des algorithmes de contrôle harmonique pour les systèmes dynamiques interconnectés. Le contrôle harmonique vise à réduire les distorsions tout en garantissant la stabilité et les performances. L'application principale concerne les chaînes d'actionnement électrique, un élément technologique crucial dans les réseaux électriques embarqués en aéronautique, où la demande en énergie électrique ne cesse de croître. Ce phénomène d'électrification des avions continue de s'accentuer pour des raisons écologiques et économiques, dans la perspective de réaliser un avion 'tout électrique' à l'avenir.
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Current trends in the design of technical, environmental, and social systems are characterized by
strong connectivity, increasing size, intrinsic heterogeneity, high autonomy, and a growing awareness of resource sharing. These trends are visible in various sectors, including the transport and energy industries. Resource constraints necessitate information exchange to understand global behavior and, consequently, adjust individual behavior. To achieve desired objectives, this local regulation must be coupled with global cooperation and interactions. Additionally, these systems are uncertain, characterized by interactions between dynamics of different natures and communication topologies that evolve over time. Such architectures are extremely difficult to control and present major scientific and technological challenges, at the core of automation and control theory. Understanding how to model and control these systems is of significant scientific and economic interest [1, 2].
In this context, many technological or biological systems can be viewed as networks of interacting
periodic processes. Energy management systems are typical examples, but similar processes are also found in neuroscience and biology, where multiple levels are governed by interacting periodic
processes [3, 4]. Mastering harmonic control, either individually or considering interactions, is an issue of both practical and theoretical interest. Its relevance is evident in applications such as power grids or neuroscience, where specific frequency attenuation is required [5, 6]. The objective of this thesis is to develop harmonic control algorithms for interconnected systems. Harmonic control aims to reduce harmonic distortions while ensuring stability and performance. The main application concerns electrical actuation chains, a crucial technological component in embedded electrical networks in aeronautics, where the demand for electrical energy is constantly increasing. This phenomenon of aircraft electrification is expected to grow for both ecological and economic reasons, with the goal of achieving a 'fully electric' aircraft in the future.
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Début de la thèse : 01/10/2025

Enseignement supérieur

Université de Lorraine

77 IAEM - INFORMATIQUE - AUTOMATIQUE - ELECTRONIQUE - ELECTROTECHNIQUE - MATHEMATIQUES

Nous recherchons des étudiants motivés et talentueux, intéressés par la résolution de problèmes de recherche complexes. Le travail de recherche prévu pour cette thèse est principalement théorique et nécessite de solides bases en théorie du contrôle ou en mathématiques appliquées. Les compétences recherchées sont les suivantes : • Master ou équivalent en théorie du contrôle, mathématiques appliquées ou génie électrique. • Une bonne maturité mathématique et un intérêt marqué pour les mathématiques appliquées et l'optimisation. Une expérience de recherche antérieure et des publications sont un atout. • D'excellents résultats académiques.
We are looking for highly motivated and talented students who are interested in tackling challenging research problems. The research work envisioned for this thesis is mainly theoretical in nature and requires strong foundations in control theory or applied mathematics. Graduates applying for this position should have the following: • M.Sc. or equivalent in control theory, applied mathematics Mathematics or Electrical Engineering. • Sufficient mathematical maturity and strong interest in applied mathematics and optimization. Prior research experience and publications are a plus. • Excellent academic results.