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Comportement qualitatif des systèmes à hystérésis

Participants : Pierre-Alexandre Bliman, Alexandre M. Krasnosel'skii, Michel Sorine Nous avons continué les recherches sur les propriétés qualitatives des équations différentielles couplées avec des opérateurs d'hystérésis. Nous nous sommes plus particulièrement intéressés à l'existence de cycles limites pour des systèmes à relais, qui modélisent, par exemple, la régulation de la richesse des gaz d'échappement d'un moteur thermique par une loi de commande ``tout-ou-rien'' : lorsque la richesse à contrôler descend en-deça de tex2html_wrap_inline405 % de la valeur stoechiométrique, le mélange est enrichi (relais à 1) : durée d'injection d'essence plus longue; il est appauvri lorsque la richesse excède tex2html_wrap_inline409 % de cette valeur (relais à -1). Le comportement ``tout-ou-rien'' vient du capteur de richesse utilisé, une sonde ``lambda''. L'hystérésis est introduite par le contrôleur.

Nous avons considéré les systèmes de la forme

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où la fonction de transfert M/L est stable, et le choix des seuils du relais non-idéal tex2html_wrap_inline415 est tel que toute solution exécute un nombre infini de transitions entre les deux modes du système, solutions de tex2html_wrap_inline417 .

Du fait des propriétés de tex2html_wrap_inline415 , lors de l'étude des solutions périodiques, on a affaire à des opérateurs de Poincaré discontinus : l'instant auquel un changement de mode a lieu peut varier de manière discontinue au voisinage d'une trajectoire rencontrant tangentiellement une surface de transition. Une analyse plus fine permet cependant de donner des conditions suffisantes de continuité, et de conclure ainsi à l'existence de solutions périodiques à l'aide du théorème de point fixe de Brouwer. Ces idées sont appliquées à des systèmes du 3ème ordre.