"Modélisation multi-physique passive, identification, simulation, correction et asservissement de haut-parleur sur des comportements cibles" .
La soutenance de thèse sera en français devant le jury composé de :
Philippe Herzog, Rapporteur, ARTEAC-LAB
Françoise Lamnabhi-Lagarrigue, Rapportrice, CentraleSupélec
Hervé Lissek, Examinateur, École Polytechnique Fédérale de Lausanne
Claude-Henri Lamarque, Examinateur, Ecole nationale des travaux publics de l'Etat
Benoit Fabre, Examinateur, Sorbonne Université
Bernhard Maschke, Examinateur, Université de Lyon
Antoine Falaize, Examinateur, La Rochelle Université
Thomas Hélie, Directeur de thèse, Ircam
Résumé :
Cette thèse porte sur la modélisation du haut-parleur électrodynamique, son émulation et son contrôle.
Pour la modélisation, on adopte une approche par composants s’appuyant sur les systèmes hamiltoniens à ports. Plusieurs phénomènes, linéaires ou non, sont ainsi traités puis agrégés dans un cadre multi-physique. Une attention particulière est portée à l’impact des effets thermiques sur les composants électrique et mécanique, pour lesquels on introduit des modèles conservatifs irréversibles originaux. Les simulations montrent que des comportements complexes connus sont régénérés.
Un premier contrôle en boucle ouverte est élaboré pour supprimer les distorsions, par platitude différentielle. Afin de fournir au correcteur les paramètres des non-linéarités du modèle, une méthode d’estimation ad hoc est proposée. Celle-ci combine une séparation de la mesure en sous-signaux (organisés par ordre homogène de non-linéarité) et l’optimisation d’une fonction de coût (renforçant le contraste entre les ordres). Après validation numérique, les méthodes d’estimation et de contrôle sont appliquées sur un banc de test. Les paramètres physiques estimés sont cohérents mais les signaux temporels re-simulés indiquent la nécessité d’améliorer le modèle en très basse fréquence et de recourir à des ordres homogènes élevés. Le correcteur temps réel conduit à une réduction mesurable des distorsions sur la pression acoustique. En complément, un autre contrôle en boucle ouverte est développé pour compenser l’effet Doppler dû au mouvement de la membrane.
Enfin, des méthodes sur le contrôle en boucle fermée sont proposées. L’une cible l’absorption acoustique en combinant « loi de contrôle en temps fini » (pour l’efficacité) et « passivité » (pour la robustesse). L’autre, plus générale, élabore un procédé de connexion « mi-physique, mi-numérique » entre un système physique et un contrôleur numérique qui rend la passivité insensible au retard introduit par le calculateur temps réel.