ARCHITECTURE PARALLÈLE

L'invention concerne un dispositif et un procédé de commande d'un mécanisme, dit mécanisme à architecture parallèle, comprenant :

- un socle,

- un mobile,

- au moins trois chaînes cinématiques interposées entre le socle et le mobile,

- chaque chaîne cinématique comprenant :

o un bras, dit bras de base, relié au socle par une liaison pivot selon un axe de pivot, dit axe de base, les différents axes de base des différentes chaînes cinématiques étant non concourants en un même point,

o un actionneur rotatif contrôlant une position angulaire, dite angle de base, du bras de base autour de l'axe de base par rapport au socle,

- les différentes chaînes cinématiques étant adaptées pour permettre, sous l'effet des différents actionneurs rotatifs, un contrôle de position et un déplacement du mobile par rapport au socle selon au moins deux degrés de liberté déterminés par au moins deux coordonnées repérant la position du mobile par rapport à un repère fixe du socle.

Les différentes chaînes cinématiques sont telles qu'elles déterminent un domaine, dit domaine de pointage, de valeurs possibles des coordonnées du mobile, à partir uniquement des valeurs des différents angles de base, c'est-à-dire définissent et imposent un domaine de positions pouvant être prises par le mobile par rapport au socle, chaque position étant définie par une valeur de chaque coordonnée du mobile dépendant uniquement des valeurs pouvant être données aux différents angles de base.

L'invention s'étend également à un tel mécanisme à architecture parallèle doté d'un dispositif de commande selon l'invention, et adapté pour pouvoir être commandé selon un procédé de commande selon l'invention. Elle s'étend également à un véhicule doté d'au moins un mécanisme selon l'invention. Dans tout le texte, le terme « véhicule » désigne tout dispositif susceptible de se déplacer ou d'être déplacé, et couvre donc en particulier les engins et véhicules terrestres ; les engins et véhicules aquatiques (navires, sous-marins...) ; les engins, véhicules et systèmes spatiaux (satellites, sondes spatiales, stations spatiales, navettes spatiales, lanceurs, atterrisseurs, impacteurs, et leurs sous-ensembles...) ; les engins et véhicules aériens (aéronefs, missiles,...) etc.

Les lois cinématiques d'un tel mécanisme à architecture parallèle sont extrêmement complexes, de sorte que la commande d'un tel mécanisme à partir de la résolution en temps réel d'équations de pilotage nécessite une puissance de calcul très importante, souvent non disponible (par exemple à bord d'un véhicule) et en tout état de cause coûteuse.

La publication « 3POD : a high performance parallel antenna pointing mechanism » L. Bernabe et al, ESMATS 2013, Noordwijk, The Netherlands, 25-27 septembre 2013 décrit un mécanisme parallèle à trois chaînes cinématiques et un procédé de commande de ce mécanisme en boucle ouverte à partir de tables de pilotage enregistrées donnant une valeur d'angle de chaque actionneur pour chaque coordonnée d'azimut et de site de la plateforme mobile. Un circuit électronique sélectionne dans chaque table la valeur de position de consigne de la plateforme mobile, la traduit en valeurs d'angle de chaque actionneur, et commande les moteurs des actionneurs selon ces valeurs.

Un tel procédé de commande ne permet cependant pas de contrôler les trajectoires du mobile entre deux positions initiale et finale. En conséquence ces trajectoires ne sont ni maîtrisées, ni optimisées. Il en va de même de la durée nécessaire à un tel changement de position du mobile. En outre, il s'avère qu'il est possible que ces trajectoires sortent du domaine de pointage, pouvant aboutir à un blocage du mécanisme, ou en tout cas à un défaut de positionnement du mécanisme. Et du fait que la commande est en boucle ouverte, ce défaut n'est pas nécessairement détecté ou corrigé.

L'invention vise donc à pallier ces inconvénients en proposant un procédé et un dispositif de commande d'un mécanisme à architecture parallèle tel que mentionné ci-dessus, qui permettent de contrôler la trajectoire du mobile entre deux positions initiale et finale, tout en garantissant que cette trajectoire ne sort pas du domaine de pointage.

L'invention vise également à proposer un tel procédé et un tel dispositif de commande, ainsi qu'un mécanisme à architecture parallèle, qui permettent de maîtriser et d'optimiser les trajectoires du mobile et la durée nécessaire à des changements de position. Plus particulièrement, l'invention vise à permettre de déterminer à l'avance (et de certifier) les caractéristiques dynamiques d'un tel procédé et d'un tel dispositif de commande, et d'un tel mécanisme à architecture parallèle, en ce qui concerne les trajectoires du mobile et les durées nécessaires à son déplacement entre deux positions.

L'invention vise également à proposer un tel procédé et un tel dispositif de commande, ainsi qu'un tel mécanisme à architecture parallèle, adaptés pour pouvoir être embarqués à bord d'un véhicule, notamment à bord d'un système spatial tel qu'un satellite artificiel, une sonde spatiale...

L'invention vise aussi en particulier à proposer un tel procédé et un tel dispositif de commande en boucle ouverte qui ne nécessitent pas le calcul de relations complexes de commande du mécanisme par une électronique embarquée, en particulier qui ne nécessitent pas la résolution en temps réel d'équations basées sur les lois cinématiques du mécanisme.

Dans tout le texte, on désigne par « bras » toute structure rigide s'étendant entre deux (et deux seulement) liaisons qu'elle relie.

L'invention concerne donc un dispositif de commande d'un mécanisme, ce mécanisme comprenant :

- un socle,

- un mobile,

- au moins trois chaînes cinématiques interposées entre le socle et le mobile,

- chaque chaîne cinématique comprenant un bras, dit bras de base, relié au socle par au moins une liaison pivot selon un axe de pivot, dit axe de base, les différents axes de base des différentes chaînes cinématiques étant non concourants en un même point, - au moins deux chaînes cinématiques comprenant chacune un actionneur rotatif contrôlant une position angulaire, dite angle de base, du bras de base de cette chaîne cinématique autour de l'axe de base par rapport au socle,

- les différentes chaînes cinématiques étant adaptées pour permettre, sous l'effet des différents actionneurs rotatifs, un contrôle de position et un déplacement du mobile par rapport au socle selon au moins deux degrés de liberté déterminés par au moins :

o une première coordonnée repérant la position du mobile par rapport à un repère fixe du socle,

o une deuxième coordonnée repérant la position du mobile par rapport à un repère fixe du socle,

- les différentes chaînes cinématiques étant adaptées pour pouvoir déterminer un domaine de valeurs possibles, dit domaine de pointage, des première et deuxième coordonnées repérant la position du mobile, à partir uniquement des valeurs des différents angles de base,

ledit dispositif de commande comprenant :

- au moins une table de valeurs prédéterminées :

o comprenant au moins une pluralité de valeurs de la première coordonnée du domaine de pointage du mobile et une pluralité de valeurs de la deuxième coordonnée du domaine de pointage du mobile,

o associant une valeur de l'angle de base de chaque chaîne cinématique au moins à chaque couple de valeurs de ladite pluralité de valeurs de la première coordonnée et de ladite pluralité de valeurs de la deuxième coordonnée repérant la position du mobile,

- une unité de commande adaptée pour :

o sélectionner dans au moins une telle table de valeurs prédéterminées, une valeur de chaque angle de base correspondant au moins à une valeur finale de la première coordonnée et à une valeur finale de la deuxième coordonnée, pour déplacer le mobile entre une position initiale correspondant à une valeur initiale de la première coordonnée et à une valeur initiale de la deuxième coordonnée, et une position finale correspondant auxdites valeurs finales des première et deuxième coordonnées,

o et commander les actionneurs selon ces valeurs des angles de base,

caractérisé en ce que l'unité de commande est adaptée pour commander les mouvements de chaque actionneur pour déplacer le mobile selon un algorithme de modification des angles de base de proche en proche entre des valeurs adjacentes dans chaque table de valeurs prédéterminées, ledit algorithme étant choisi de façon à imposer une trajectoire de déplacement du mobile définie par une pluralité de positions successives du mobile toutes situées dans le domaine de pointage du mobile.

L'invention s'étend également à un procédé de commande d'un mécanisme, ce mécanisme comprenant :

- un socle,

- un mobile,

- au moins trois chaînes cinématiques interposées entre le socle et le mobile,

- chaque chaîne cinématique comprenant un bras, dit bras de base, relié au socle par au moins une liaison pivot selon un axe de pivot, dit axe de base, les différents axes de base des différentes chaînes cinématiques étant non concourants en un même point,

- au moins deux chaînes cinématiques comprenant chacune un actionneur rotatif contrôlant la position angulaire, dite angle de base, du bras de base de cette chaîne cinématique autour de l'axe de base par rapport au socle,

- les différentes chaînes cinématiques étant adaptées pour permettre, sous l'effet des différents actionneurs rotatifs, un contrôle de position et un déplacement du mobile par rapport au socle selon au moins deux degrés de liberté déterminés par au moins :

o une première coordonnée repérant la position du mobile par rapport à un repère fixe du socle, o une deuxième coordonnée repérant la position du mobile par rapport à un repère fixe du socle,

- les différentes chaînes cinématiques étant adaptées pour pouvoir déterminer un domaine de valeurs possibles, dit domaine de pointage, des première et deuxième coordonnées (φ, V) repérant la position du mobile, à partir uniquement des valeurs des différents angles de base,

procédé dans lequel :

- au moins une table de valeurs prédéterminées :

o comprenant au moins une pluralité de valeurs de la première coordonnée du domaine de pointage du mobile et une pluralité de valeurs de la deuxième coordonnée du domaine de pointage du mobile,

o associe une valeur de l'angle de base de chaque chaîne cinématique au moins à chaque couple de valeurs de ladite pluralité de valeurs de la première coordonnée et de ladite pluralité de valeurs de la deuxième coordonnée repérant la position du mobile,

- pour déplacer le mobile entre une position initiale correspondant à une valeur initiale de la première coordonnée et à une valeur initiale de la deuxième coordonnée, et une position finale correspondant à une valeur finale de la première coordonnée et à une valeur finale de la deuxième coordonnée :

o une valeur de chaque angle de base correspondant au moins à ladite valeur finale de la première coordonnée et à ladite valeur finale de la deuxième coordonnée, est sélectionnée dans au moins une telle table de valeurs prédéterminées,

o et les actionneurs sont commandés selon ces valeurs des angles de base,

caractérisé en ce que les mouvements de chaque actionneur pour déplacer le mobile sont commandés selon un algorithme de modification des angles de base de proche en proche entre des valeurs adjacentes dans chaque table de valeurs prédéterminées, ledit algorithme étant choisi de façon à imposer une trajectoire de déplacement du mobile définie par une pluralité de positions successives du mobile toutes situées dans le domaine de pointage du mobile. L'invention s'étend également à un mécanisme comprenant :

- un socle,

- un mobile,

- au moins trois chaînes cinématiques interposées entre le socle et le mobile,

- chaque chaîne cinématique comprenant un bras, dit bras de base, relié au socle par au moins une liaison pivot selon un axe de pivot, dit axe de base, les différentes axes de base des différentes chaînes cinématiques étant non concourants en un même point,

- au moins deux chaînes cinématiques comprenant chacune un actionneur rotatif contrôlant une position angulaire, dite angle de base, du bras de base de cette chaîne cinématique autour de l'axe de base par rapport au socle,

- les différentes chaînes cinématiques étant adaptées pour permettre, sous l'effet des différents actionneurs rotatifs, un contrôle de position et un déplacement du mobile par rapport au socle selon au moins deux degrés de liberté déterminés par au moins :

o une première coordonnée repérant la position du mobile par rapport à un repère fixe du socle,

o une deuxième coordonnée repérant la position du mobile par rapport à un repère fixe du socle,

- les différentes chaînes cinématiques étant adaptées pour pouvoir déterminer un domaine de valeurs possibles, dit domaine de pointage, des première et deuxième coordonnées repérant la position du mobile, à partir uniquement des valeurs des différents angles de base,

- un dispositif de commande comprenant :

o au moins une table de valeurs prédéterminées :

• comprenant au moins une pluralité de valeurs de la première coordonnée du domaine de pointage du mobile et une pluralité de valeurs de la deuxième coordonnée du domaine de pointage du mobile,

· associant une valeur de l'angle de base de chaque chaîne cinématique au moins à chaque couple de valeurs de ladite pluralité de valeurs de la première coordonnée et de ladite pluralité de valeurs de la deuxième coordonnée repérant la position du mobile,

o une unité de commande adaptée pour :

• sélectionner dans au moins une telle table de valeurs prédéterminées, une valeur de chaque angle de base correspondant au moins à une valeur finale de la première coordonnée et à une valeur finale de la deuxième coordonnée, pour déplacer le mobile entre une position initiale correspondant à une valeur initiale de la première coordonnée et à une valeur initiale de la deuxième coordonnée, et une position finale correspondant auxdites valeurs finales des première et deuxième coordonnées,

• et commander les actionneurs selon ces valeurs des angles de base,

caractérisé en ce qu'il est doté d'un dispositif de commande selon l'invention. Un mécanisme selon l'invention est un mécanisme à architecture parallèle.

L'invention s'étend également à un véhicule -notamment à un système spatial, en particulier à un satellite artificiel- caractérisé en ce qu'il comprend au moins un mécanisme selon l'invention. Un mécanisme selon l'invention peut en particulier être utilisé pour assurer le pointage d'une antenne portée par le mobile.

L'invention permet ainsi de garantir, de façon simple, que les déplacements du mobile s'effectuent selon des trajectoires entièrement contrôlées et situées dans le domaine de pointage du mobile.

L'invention peut être mise en œuvre avec différents systèmes de coordonnées repérant la position du mobile par rapport au socle. Rien n'empêche par exemple d'utiliser un système de coordonnées cartésiennes ou paramétriques.

Néanmoins, avantageusement et selon l'invention, on utilise un système de coordonnées sphériques.

Ainsi, dans certains modes de réalisation préférentiels, avantageusement et selon l'invention :

- ladite première coordonnée est un angle de site formé par un axe, dit axe de site, du mobile par rapport à un premier axe d'un repère fixe du socle, - ladite deuxième coordonnée est un angle d'azimut formé entre un deuxième axe du repère fixe du socle perpendiculaire audit premier axe, et un axe, dit axe d'azimut, projection de l'axe de site du mobile sur un plan contenant ledit deuxième axe et perpendiculaire au premier axe.

Ainsi, un dispositif de commande selon ces modes de réalisation préférentielle de l'invention est avantageusement caractérisé en ce que :

- les différentes chaînes cinématiques étant adaptées pour pouvoir déterminer un domaine de valeurs possibles, dit domaine de pointage, de l'angle de site et de l'angle d'azimut du mobile, à partir uniquement des valeurs des différents angles de base,

il comprenant :

- au moins une table de valeurs prédéterminées :

o comprenant au moins une pluralité de valeurs de l'angle de site du domaine de pointage du mobile et une pluralité de valeurs de l'angle d'azimut du domaine de pointage du mobile,

o associant une valeur de l'angle de base de chaque chaîne cinématique au moins à chaque couple de valeurs de ladite pluralité de valeurs de l'angle de site et de ladite pluralité de valeurs de l'angle d'azimut du mobile,

- une unité de commande adaptée pour :

o sélectionner dans au moins une telle table de valeurs prédéterminées, une valeur de chaque angle de base correspondant au moins à un angle de site final et à un angle d'azimut final, pour déplacer le mobile entre une position initiale correspondant à un angle de site initial et à un angle d'azimut initial, et une position finale correspondant audit angle de site final et audit angle d'azimut final,

o et commander les actionneurs selon ces valeurs des angles de base.

De même, un procédé de commande selon l'invention est avantageusement caractérisé en ce que :

- les différentes chaînes cinématiques étant adaptées pour permettre, sous l'effet des différents actionneurs rotatifs, un contrôle de position et un déplacement du mobile par rapport au socle selon au moins deux degrés de liberté comprenant :

o un angle de site formé par un axe, dit axe de site, du mobile par rapport à un premier axe d'un repère fixe du socle,

o un angle d'azimut formé entre un deuxième axe du repère fixe du socle perpendiculaire audit premier axe, et un axe, dit axe d'azimut, projection de l'axe de site du mobile sur un plan contenant ledit deuxième axe et perpendiculaire au premier axe,

- les différentes chaînes cinématiques étant adaptées pour pouvoir déterminer un domaine de valeurs possibles, dit domaine de pointage, de l'angle de site et de l'angle d'azimut du mobile, à partir uniquement des valeurs des différents angles de base,

- au moins une table de valeurs prédéterminées :

o comprenant au moins une pluralité de valeurs de l'angle de site du domaine de pointage du mobile et une pluralité de valeurs de l'angle d'azimut du domaine de pointage du mobile,

o associe une valeur de l'angle de base de chaque chaîne cinématique au moins à chaque couple de valeurs de ladite pluralité de valeurs de l'angle de site et de ladite pluralité de valeurs de l'angle d'azimut du mobile,

- pour déplacer le mobile entre une position initiale correspondant à un angle de site initial et à un angle d'azimut initial, et une position finale correspondant à un angle de site final et à un angle d'azimut final :

o une valeur de chaque angle de base correspondant au moins audit angle de site final et audit angle d'azimut final, est sélectionnée dans au moins une telle tables de valeurs prédéterminées,

o et les actionneurs sont commandés selon ces valeurs des angles de base.

De même, un mécanisme selon l'invention est avantageusement caractérisé en ce que :

- les différentes chaînes cinématiques étant adaptées pour pouvoir déterminer un domaine de valeurs possibles, dit domaine de pointage, de l'angle de site et de l'angle d'azimut du mobile, à partir uniquement des valeurs des différents angles de base,

- il comprend un dispositif de commande comprenant :

o au moins une table de valeurs prédéterminées :

· comprenant au moins une pluralité de valeurs de l'angle de site du domaine de pointage du mobile et une pluralité de valeurs de l'angle d'azimut du domaine de pointage du mobile,

• associant une valeur de l'angle de base de chaque chaîne cinématique au moins à chaque couple de valeurs de ladite pluralité de valeurs de l'angle de site et de ladite pluralité de valeurs de l'angle d'azimut du mobile,

o une unité de commande adaptée pour :

• sélectionner dans au moins une telle table de valeurs prédéterminées, une valeur de chaque angle de base correspondant au moins à un angle de site final et à un angle d'azimut final, pour déplacer le mobile entre une position initiale correspondant à un angle de site initial et à un angle d'azimut initial, et une position finale correspondant audit angle de site final et audit angle d'azimut final,

• et commander les actionneurs selon ces valeurs des angles de base.

Dans toute la suite, il est fait référence à l'angle de site en tant que première coordonnée et à l'angle d'azimut en tant que deuxième coordonnée. Il doit être cependant entendu que l'angle de site peut être remplacé par toute autre première coordonnée et l'angle d'azimut peut être remplacé par toute autre deuxième coordonnée d'un autre système de coordonnées.

Chaque table de valeurs prédéterminées est préalablement élaborée et enregistrée dans une mémoire de masse accessible par l'unité de commande.

La(les) table(s) de valeurs prédéterminées est(sont) adaptée(s) pour permettre de déterminer l'angle de base de chaque chaîne cinématique au moins pour chaque couple de valeurs de la première coordonnée -notamment de l'angle de site- et de la deuxième coordonnée -notamment de l'angle d'azimut- du mobile. À ce titre, toute structure de table(s) satisfaisant à cette condition peut être utilisée dans un dispositif et un procédé de commande selon l'invention.

Dans certains modes de réalisation avantageux, une table de valeurs prédéterminées est élaborée et enregistrée pour chaque chaîne cinématique. Ainsi, pour chaque chaîne cinématique, une table de valeurs prédéterminées comprenant au moins une pluralité de valeurs de la première coordonnée -notamment de l'angle de site- du domaine de pointage du mobile et une pluralité de valeurs de la dernière coordonnée -notamment de l'angle d'azimut- du domaine de pointage du mobile, associe une valeur de l'angle de base de ladite chaîne cinématique au moins à chaque couple de valeurs de la première coordonnée et de la dernière coordonnée -notamment de l'angle de site et de l'angle d'azimut- du mobile.

Chaque table de valeurs prédéterminées est élaborée lors de la configuration du dispositif de commande selon l'invention, avant la mise en œuvre du procédé de commande selon l'invention, à partir de la connaissance de la cinématique du mécanisme, de façon théorique (par mise en œuvre d'une méthode analytique) et/ou par simulation logicielle et/ou de façon empirique par des mesures effectuées sur le mécanisme réel lui-même.

Dans certains modes de réalisation (avantageux notamment dans les applications de pointage, par exemple pour le pointage une antenne portée par le mobile), les positions relatives du mobile selon une troisième coordonnée -notamment en translation selon l'axe de site (ou zoom)- par rapport au socle sont prédéterminées (par exemple par optimisation du déplacement du mobile vis-à-vis d'autres contraintes telles que l'absence de collision) lorsque l'angle de site et l'angle d'azimut sont déterminés. Dans ces modes de réalisation, la(les) table(s) de valeurs prédéterminées ne comprennent pas les coordonnées relatives en translation du mobile par rapport au socle en tant que paramètre permettant de déterminer l'angle de base de chaque chaîne cinématique.

Dans d'autres modes de réalisation, le zoom du mobile n'est pas imposé par construction à partir des valeurs de l'angle de site et de l'angle d'azimut. Dans ces modes de réalisation, le zoom est donc un paramètre de chaque table de valeurs prédéterminées.

Par exemple, dans certains modes de réalisation d'un dispositif ou d'un mécanisme selon l'invention, les différentes chaînes cinématiques étant adaptées pour permettre, sous l'effet des différents actionneurs rotatifs, un contrôle de position et un déplacement du mobile par rapport au socle selon au moins trois degrés de liberté déterminés par ledit angle de site, ledit angle d'azimut, et une translation selon l'axe de site, dite zoom, et au moins une table de valeurs prédéterminées :

- comprenant au moins une pluralité de valeurs de l'angle de site du domaine de pointage du mobile, une pluralité de valeurs de l'angle d'azimut du domaine de pointage du mobile et une pluralité de valeurs du zoom du domaine de pointage du mobile,

- associe une valeur de l'angle de base de chaque chaîne cinématique au moins à chaque triplet de valeurs de ladite pluralité de valeurs de l'angle de site, de ladite pluralité de valeurs de l'angle d'azimut du mobile et de ladite pluralité de valeurs du zoom du mobile,

et l'unité de commande est adaptée pour :

- déterminer, à partir desdites tables de valeurs, une valeur de chaque angle de base correspondant à un angle de site final, à un angle d'azimut final et à un zoom final du mobile, pour déplacer le mobile entre une position initiale correspondant à un angle de site initial, un angle d'azimut initial, et un zoom initial, et une position finale correspondant audit angle de site final, audit angle d'azimut final et audit zoom final du mobile,

- et commander les actionneurs selon ces valeurs des angles de base.

En particulier, dans certains modes de réalisation d'un procédé selon l'invention, pour chaque chaîne cinématique, au moins une table de valeurs prédéterminées :

- comprend une pluralité de valeurs de l'angle de site du domaine de pointage du mobile, une pluralité de valeurs de l'angle d'azimut du domaine de pointage du mobile, et une pluralité de valeurs du zoom du domaine de pointage du mobile,

- associe une valeur de l'angle de base de ladite chaîne cinématique à chaque triplet de valeurs de l'angle de site, de l'angle d'azimut et du zoom du domaine de pointage du mobile.

Dans un dispositif de commande selon l'invention, l'unité de commande est une unité informatique, c'est-à-dire une unité de traitement de données numériques et de calcul apte à sélectionner un algorithme et à l'exécuter. Il est à noter que cette unité de commande peut être entièrement embarquée à bord d'un véhicule selon l'invention incorporant un mécanisme selon l'invention doté du dispositif de commande selon l'invention. Cela étant, rien n'empêche au contraire que l'unité de commande soit moins pour partie formée d'un dispositif distant, par exemple un système sol, seuls les signaux de commande des actionneurs étant transmis aux actionneurs depuis le sol. L'unité de commande peut également être formée d'une pluralité de dispositifs distants les uns des autres et reliés les uns aux autres en réseau, par exemple via le réseau Internet.

Selon les différents modes de réalisation possible du mécanisme selon l'invention, plusieurs variantes sont envisageables pour déterminer et sélectionner ledit algorithme de modification des angles de base permettant le déplacement du mobile entre une position initiale et une position finale, de proche en proche entre des valeurs adjacentes de chaque table de valeurs de chaque angle de base. Par exemple, si la cinématique du mécanisme le permet, rien n'empêche d'envisager l'utilisation d'un algorithme basé sur une formulation analytique d'optimisation (par exemple correspondant au chemin orthodromique) et garantissant le maintien de la trajectoire de déplacement du mobile dans le domaine de pointage du mobile. Rien n'empêche également d'utiliser un seul et même algorithme permettant de parcourir chaque table de valeurs prédéterminées, en vérifiant à chaque étape de changement de valeurs d'une table la compatibilité du changement avec des règles préenregistrées définissant le domaine de pointage.

Cela étant, dans certains modes de réalisation, avantageusement et selon l'invention ledit algorithme est sélectionné dans un groupe d'algorithmes prédéterminés, en fonction d'au moins un critère de sélection dépendant d'au moins une valeur choisie dans le groupe formé de la valeur initiale de la première coordonnée, de la valeur initiale de la deuxième coordonnée, de la valeur finale de la première coordonnée, et de la valeur finale de la deuxième coordonnée -notamment dans le groupe formé de l'angle de site initial, de l'angle de site final, de l'angle d'azimut initial, et de l'angle d'azimut final-. Dans un dispositif selon l'invention, cette sélection est effectuée par l'unité de commande.

Différents critères de sélection peuvent être utilisés pour sélectionner ledit algorithme, en fonction en particulier de la nature desdits algorithmes prédéterminés. Cela étant, avantageusement et selon l'invention au moins un critère de sélection est la différence entre l'angle de site initial et l'angle de site final. En variante ou en combinaison, avantageusement et selon l'invention, au moins un critère de sélection est la différence entre l'angle d'azimut initial et l'angle d'azimut final.

Dans certains modes de réalisation (notamment pour un mécanisme à architecture parallèle comprenant trois chaînes cinématiques semblables tel que décrit dans la publication susmentionnée), avantageusement et selon l'invention un premier algorithme est sélectionné dans un groupe de deux algorithmes prédéterminés si la formule (I) suivante :

dans laquelle :

- Vf est l'angle d'azimut final,

- Vj est l'angle d'azimut initial,

- φί est l'angle de site initial,

- b est un nombre supérieur à 0 et inférieur ou égal à 180,

- a est un nombre supérieur à 0 et inférieur ou égal à 1,

est satisfaite, et un deuxième algorithme, distinct du premier algorithme, est sélectionné dans ledit groupe de deux algorithmes prédéterminés si la formule (I) n'est pas satisfaite. Dans un dispositif selon l'invention, cette sélection est effectuée par l'unité de commande.

Par ailleurs, lesdits algorithmes prédéterminés sont choisis parmi les algorithmes qui permettent de garantir la compatibilité avec le domaine de pointage, et peuvent varier en fonction de la cinématique du mécanisme et de son utilisation.

Dans certains modes de réalisation, avantageusement et selon l'invention ledit groupe d'algorithmes comprend un algorithme selon lequel les mouvements de chaque actionneur sont commandés de façon à diminuer l'angle de site puis les mouvements de chaque actionneur sont commandés de façon à atteindre la position finale.

Plus particulièrement, avantageusement et selon l'invention ledit groupe d'algorithmes prédéterminés comprend :

- un premier algorithme minimisant la durée et/ou la distance de la trajectoire du mobile,

- un deuxième algorithme selon lequel les mouvements de chaque actionneur sont commandés de façon à diminuer -notamment à annuler- l'angle de site puis les mouvements de chaque actionneur sont commandés de façon à atteindre la position finale.

Le premier algorithme peut lui-même faire l'objet de différentes variantes, par exemple être choisi parmi :

- un algorithme selon lequel une valeur minimum d'angle de site est sélectionnée parmi l'angle de site final et l'angle de site initial et les mouvements de chaque actionneur sont commandés de façon à modifier l'angle d'azimut en maintenant l'angle de site à ladite valeur minimum,

- un algorithme de type orthodromique,

- un algorithme qui détermine, à chaque pas de modification du triplet des angles de base pour passer d'une cellule de chaque table de valeurs prédéterminées à une cellule adjacente, parmi les valeurs de l'angle d'azimut et de l'angle de site des différentes cellules adjacentes, celles pour lesquelles les variations d'angle d'azimut et d'angle de site sont maximales. De tels algorithmes sont en particulier avantageux dans le cas d'un mécanisme utilisé pour le pointage une antenne, et plus particulièrement d'un mécanisme selon l'invention présentant les caractéristiques décrites ci-après.

Ainsi, dans certains applications de l'invention, un mécanisme selon l'invention (doté d'un dispositif selon l'invention et/ou auquel un procédé de commande selon l'invention est appliqué), est avantageusement un mécanisme dans lequel chaque chaîne cinématique :

- est articulée au mobile par au moins une -notamment une et une seule- liaison pivot selon un axe de pivot, dit axe de mobile, les différents axes de mobile des différentes chaînes cinématiques étant non concourants en un même point,

- comprend au moins une liaison pivot entre sa liaison pivot au socle et sa liaison pivot au mobile.

Plus particulièrement, avantageusement et selon l'invention chaque chaîne cinématique comprend :

- un bras, dit bras de base, relié au socle par au moins une liaison pivot selon un axe de pivot, dit axe de base, les différents axes de base des différentes chaînes cinématiques étant non concourants en un même point,

- un actionneur rotatif contrôlant la position angulaire, dite angle de base, du bras de base autour de l'axe de base par rapport au socle.

Plus particulièrement, avantageusement et selon l'invention chaque chaîne cinématique comprend :

- un bras, dit bras de base, ayant une extrémité, dite extrémité de base, reliée au socle par au moins une liaison pivot selon un axe de pivot, dit axe de base, les différents axes de base des différentes chaînes cinématiques étant non concourants en un même point,

- un actionneur rotatif, dit actionneur de base, contrôlant une position angulaire, dite angle de base, du bras de base autour de l'axe de base par rapport au socle,

- un bras, dit avant-bras de mobile, ayant une extrémité, dite extrémité de mobile, reliée au mobile par au moins une liaison pivot selon un axe de pivot, dit axe de mobile, les différents axes de mobile des différentes chaînes cinématiques étant non concourants en un même point,

- un dispositif d'articulation, dit dispositif d'articulation de coude, reliant le bras de base et Γ avant-bras de mobile et comprenant au moins :

o une rotation selon un axe, dit axe de bras, non parallèle à l'axe de base,

o une rotation selon un axe, dit axe de coude, non parallèle à l'axe de bras,

o une rotation selon un axe, dit axe d'avant-bras, non parallèle à l'axe de coude,

o l'axe de base, l'axe de bras et l'axe de coude étant non parallèles deux à deux,

En outre, les différentes chaînes cinématiques et les différents actionneurs de base permettent un contrôle de position et un déplacement du mobile par rapport au socle selon au moins deux degrés de liberté.

Avantageusement et selon l'invention, ledit axe de bras est non parallèle -notamment orthogonal, perpendiculaire ou de préférence non sécant- à l'axe de base. En outre avantageusement et selon l'invention, l'axe de mobile est non parallèle -notamment orthogonal, perpendiculaire ou de préférence non sécant- à l'axe d'avant-bras.

Par ailleurs, avantageusement et selon l'invention, ledit axe de coude est non parallèle -notamment orthogonal, perpendiculaire ou de préférence non sécant- à l'axe de bras.

En outre avantageusement et selon l'invention, ledit axe de coude est non parallèle -notamment orthogonal, perpendiculaire ou de préférence non sécant- à l'axe d'avant-bras.

Par ailleurs, dans certains modes de réalisation d'un mécanisme selon l'invention le dispositif d'articulation de coude comprend une liaison rotule. Une liaison rotule est une liaison à point central, c'est-à-dire pouvant être assimilée à trois liaisons pivot d'axes perpendiculaires. Cela étant, dans d'autres modes de réalisation, ce dispositif d'articulation de coude peut être formé d'une pluralité de liaisons pivot.

Ainsi, dans certains modes de réalisation d'un mécanisme selon l'invention le dispositif d'articulation de coude comprend :

- un bras, dit bras de coude, prolongeant le bras de base et relié au bras de base par une liaison pivot selon ledit axe de bras,

- un bras, dit avant-bras de coude, prolongeant le bras de coude et relié au bras de coude par une articulation de coude comprenant au moins une liaison pivot selon ledit axe de coude.

Plus particulièrement, avantageusement et selon l'invention chaque chaîne cinématique comprend :

- un bras, dit bras de coude, prolongeant le bras de base et relié au bras de base par une liaison pivot selon un axe de pivot, dit axe de bras, non parallèle -notamment orthogonal, perpendiculaire ou de préférence non sécant- à l'axe de base,

- un bras, dit avant-bras de coude, prolongeant le bras de coude et relié au bras de coude par une articulation de coude comprenant au moins une liaison pivot selon un axe de pivot, dit axe de coude, non parallèle -notamment orthogonal, perpendiculaire ou de préférence non sécant- à l'axe de bras,

- un bras, dit avant-bras de mobile, prolongeant Γ avant-bras de coude et relié à Γ avant-bras de coude par une liaison pivot selon un axe de pivot, dit axe d'avant-bras, non parallèle -notamment orthogonal, perpendiculaire ou de préférence non sécant- à l'axe de coude, ledit avant-bras de mobile étant relié au mobile par une liaison pivot selon un axe de pivot, dit axe de mobile, non parallèle -notamment orthogonal, perpendiculaire ou de préférence non sécant- à l'axe d'avant-bras.

En outre, dans certaines applications, avantageusement, un mécanisme selon l'invention comprend trois chaînes cinématiques de mêmes cinématiques et dimensions, chaque chaîne cinématique comprenant un actionneur rotatif contrôlant l'angle de base du bras de base de cette chaîne cinématique autour de l'axe de base par rapport au socle. De préférence les trois chaînes cinématiques sont uniformément réparties angulairement, à 120° l'une de l'autre.

En outre, avantageusement, chaque chaîne cinématique d'un mécanisme selon l'invention comprend un et un seul actionneur, à savoir l'actionneur de base contrôlant l'angle de base du bras de base de la chaîne cinématique. L'invention s'applique néanmoins également à d'autres types de mécanismes à architecture parallèle dans lesquels les mêmes problèmes se posent.

L'invention concerne également un dispositif de commande, un procédé de commande, un mécanisme et un véhicule -notamment un système spatial tel qu'un satellite artificiel- caractérisés en combinaison par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci-après.

D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante donnée à titre non limitatif et qui se réfère aux figures annexées dans lesquelles :

- la figure 1 est un schéma cinématique de principe d'un mécanisme selon un mode de réalisation de l'invention,

- la figure 2 est un schéma cinématique de principe d'une variante de réalisation d'une chaîne cinématique d'un mécanisme selon l'invention,

- la figure 3 est un schéma synoptique d'un procédé de commande selon un mode de réalisation de l'invention,

- la figure 4a est une vue schématique d'une projection gnomonique polaire d'une hémisphère contenant le domaine de pointage d'un mécanisme selon l'invention illustrant un exemple de trajectoire de déplacement déterminée par un dispositif et un procédé de commande selon l'invention pour une première hypothèse de positions initiale et finale du mobile,

- la figure 4b est une vue schématique d'une projection gnomonique polaire d'une hémisphère contenant le domaine de pointage d'un mécanisme selon l'invention illustrant un exemple de trajectoire de déplacement déterminée par un dispositif et un procédé de commande selon l'invention pour une deuxième hypothèse de positions initiale et finale du mobile. Un mécanisme selon le mode de réalisation de l'invention représenté schématiquement figure 1 comprend :

- un socle 11,

- un mobile 12,

- trois chaînes 13a, 13b, 13c cinématiques de mêmes dimensions et cinématiques interposées entre le socle 11 et le mobilel2.

Chaque chaîne 13a, 13b, 13c cinématique comprend :

- un bras rigide, dit bras 14a, 14b, 14c de base, ayant une extrémité, dite extrémité de base, reliée au socle 11 par une liaison pivot selon un axe de pivot, dit axe 15a, 15b, 15c de base, les différents axes 15a, 15b, 15c de base des différentes chaînes cinématiques étant non concourants en un même point (c'est-à-dire non sécants en un même point),

- un actionneur rotatif, dit actionneur 16a, 16b, 16c de base, contrôlant une position angulaire, dite angle 9a, 9b, 9c de base, du bras 14a, 14b, 14c de base autour de l'axe 15a, 15b, 15c de base par rapport au socle 11,

- un bras rigide, dit bras 17a, 17b, 17c de coude, prolongeant le bras 14a, 14b, 14c de base et relié au bras 14a, 14b, 14c de base par une liaison pivot selon un axe de pivot, dit axe 18a, 18b, 18c de bras, non parallèle -notamment orthogonal, perpendiculaire (c'est-à-dire orthogonal et sécant) ou de préférence non sécant- à l'axe 15a, 15b, 15c de base,

- un bras rigide, dit avant-bras 19a, 19b, 19c de coude, prolongeant le bras 17a, 17b, 17c de coude et relié au bras 17a, 17b, 17c de coude par une articulation de coude comprenant au moins une liaison pivot selon un axe de pivot, dit axe 20a, 20b, 20c de coude, non parallèle -notamment orthogonal, perpendiculaire ou de préférence non sécant- à l'axe 18a, 18b, 18c de bras,

- un bras rigide, dit avant-bras 21a, 21b, 21c de mobile, prolongeant Γ avant-bras 19a, 19b, 19c de coude et relié à Γ avant-bras 19a, 19b, 19c de coude par une liaison pivot selon un axe de pivot, dit axe 22a, 22b, 22c d'avant-bras, non parallèle -notamment orthogonal, perpendiculaire ou de préférence non sécant- à l'axe 20a, 20b, 20c de coude, ledit avant-bras 21a, 21b, 21c de mobile ayant une extrémité, dite extrémité de mobile, reliée au mobile par une liaison pivot selon un axe de pivot, dit axe 23a, 23b, 23c de mobile, non parallèle -notamment orthogonal, perpendiculaire ou de préférence non sécant- à l'axe 22a, 22b, 22c d'avant-bras, les différents axes de mobile des différentes chaînes 13a, 13b, 13c cinématiques étant non concourants en un même point.

De préférence, chaque axe 15a, 15b, 15c de base est non parallèle à une direction longitudinale du bras 14a, 14b, 14c de base passant par l'extrémité de base et par une extrémité du bras 14a, 14b, 14c de base à laquelle le bras 17a, 17b, 17c de coude est relié par ladite liaison pivot selon l'axe de bras ; et chaque axe 23a, 23b, 23c de mobile est non parallèle à une direction longitudinale de Γ avant-bras 21a, 21b, 21c de mobile passant par l'extrémité de mobile et par une extrémité de Γ avant-bras de mobile à laquelle Γ avant-bras 19a, 19b, 19c de coude est relié par ladite liaison pivot selon l'axe d'avant-bras.

De préférence, chaque axe de base est perpendiculaire à ladite direction longitudinale du bras de base. Rien n'empêche cependant de prévoir au contraire un angle différent de 90° entre chaque axe de base et la direction longitudinale du bras de base correspondant. En outre, de préférence, les axes de base sont coplanaires et les extrémités de base sont coplanaires, de préférence uniformément réparties angulairement, à 120° l'une de l'autre. Rien n'empêche cependant de prévoir toute autre disposition dans un mécanisme selon l'invention, notamment selon les applications envisagées.

De préférence, chaque axe de mobile est perpendiculaire à ladite direction longitudinale de Γ avant-bras de mobile. Rien n'empêche cependant de prévoir au contraire un angle différent de 90° entre chaque axe de mobile et la direction longitudinale de l'avant-bras de mobile correspondant. En outre, de préférence, les axes de mobile sont coplanaires et les extrémités de mobile sont coplanaires, de préférence uniformément réparties angulairement, à 120° l'une de l'autre. Rien n'empêche cependant de prévoir toute autre disposition dans un mécanisme selon l'invention, notamment selon les applications envisagées.

De préférence, les articulations de coude sont des liaisons rotule. Une liaison rotule est une liaison à point central, c'est-à-dire pouvant être assimilée à deux liaisons pivot d'axes de coude perpendiculaires. Cela étant, dans d'autres modes de réalisation, cette articulation de coude peut être formée d'une liaison pivot unique.

En outre, de préférence également, la longueur du bras 14a, 14b, 14c, 17a, 17b, 17c (c'est-à-dire du bras 14a, 14b, 14c de base et du bras 17a, 17b, 17c de coude qui le prolonge) et la longueur de l'avant-bras 19a, 19b, 19c, 21a, 21b, 21c (c'est-à-dire de l'avant-bras 19a, 19b, 19c de coude et de l'avant-bras 21a, 21b, 21c de mobile qui le prolonge) de chaque chaîne cinématique sont fixes et égales. Rien n'empêche cependant au contraire de prévoir des longueurs différentes.

Le bras 14a, 14b, 14c de base et/ou le bras 17a, 17b, 17c de coude et/ou l'avant-bras 19a, 19b, 19c de coude et/ou l'avant-bras 21a, 21b, 21c de mobile peuvent être rectilignes comme représenté figure 1, ou au contraire coudés, de préférence à convexité orientée vers l'extérieur pour augmenter l'espace disponible à l'intérieur du mécanisme comme représenté sur la figure 2 qui représente une variante d'une chaîne 13a cinématique dans laquelle tous ces bras 14a, 17a et avant-bras 19a, 21a sont coudés.

Les actionneurs 16a, 16b, 16c de base sont les seuls actionneurs des chaînes cinématiques du mécanisme selon l'invention, ce dernier étant donc exempt de tout autre actionneur. Autrement dit, chaque chaîne cinématique comprend un et un seul actionneur, qui est l'actionneur 16a, 16b, 16c de base.

Un exemple d'un tel mécanisme est décrit avec ses différentes caractéristiques générales (à l'exception du dispositif et du procédé de commande selon l'invention) dans la publication « 3POD : a high performance parallel antenna pointing mechanism » L. Bernabe et al, ESMATS 2013, Noordwijk, The Netherlands, 25-27 septembre 2013. En particulier, chaque actionneur 16a, 16b, 16c peut être formé d'un moteur pas à pas tel que décrit dans cette publication.

La position du mobile 12 par rapport au socle 11 est représentée par un vecteur, dit vecteur n de pointage, dont l'orientation angulaire (v, φ) par rapport à un repère fixe (xO, yO, zO) du socle 11 définit la direction de pointage du mobile 12 par rapport au socle 11. Cette orientation angulaire du vecteur n de pointage comprend un angle φ de site formé entre ce vecteur n de pointage et le vecteur zO du repère fixe du socle 11, c'est-à-dire entre un axe, dit axe 27 de site, défini par le vecteur n de pointage solidaire du mobile 12 et l'axe zO du repère fixe du socle 11. L'axe 27 de site est un axe d'un repère fixe par rapport au mobile 12, le vecteur n de pointage étant fixe dans ce repère fixe du mobile 12 et solidaire du mobile 12. Cette orientation angulaire du vecteur n de pointage comprend aussi un angle v d'azimut formé entre le vecteur projection du vecteur n de pointage dans le plan (xO, yO) du repère fixe du socle 11 et l'un yO des vecteurs de ce plan, c'est-à-dire entre un axe, dit axe 28 d'azimut, défini par le vecteur projection du vecteur n de pointage dans le plan (xO, yO) du repère fixe du socle 11, et l'axe yO du repère fixe du socle 11.

Les chaînes cinématiques du mécanisme selon l'invention représenté sur les figures sont telles que l'angle φ de site et l'angle v d'azimut et le zoom Z (translation selon l'axe 27 de site) sont les trois seuls degrés de liberté du mobile 12 par rapport au socle 11. En conséquence, chaque couple (v, φ, Z) définit une et une seule position du mobile 12 par rapport au socle 11, et chaque triplet de valeurs (9a, 9b, 9c) des angles 9a, 9b, 9c de base commandé par les actionneurs 16a, 16b, 16c correspond à une et une seule valeur de (v, φ, Z), c'est-à-dire à une et une seule position du mobile 12 par rapport au socle 11.

Dans certains modes de réalisations préférentiels, par exemple pour les applications dans lesquelles le mobile 12 supporte une antenne, l'axe de site et le vecteur n de pointage sont choisis de façon à ce que φ = 0 (orientation ou nadir) pour 9a = 9b = 9c, les différentes chaînes cinématiques ayant la même forme et étant uniformément réparties régulièrement autour de l'axe 27 de site dans cette orientation.

Le dispositif de commande selon l'invention comprend une unité 24 de commande, par exemple sous forme d'un dispositif informatique de traitement en temps réel de données numériques comprenant au moins un microprocesseur et/ou au moins un microcontrôleur, des mémoires associées, et des périphériques associés. En particulier, l'unité 24 de commande est reliée à chacun des actionneurs 16a, 16b, 16c de base de façon à pouvoir le commander selon toute position angulaire de ce dernier, c'est-à-dire selon toute valeur de l'angle 9a, 9b, 9c de base. À cet effet, l'unité 24 de commande comporte en particulier au moins une carte de puissance apte à élaborer un signal d'alimentation électrique à destination de chaque actionneur de base en fonction de la valeur de l'angle 9a, 9b, 9c de base qu'il doit imposer. L'unité 24 de commande est alimentée électriquement pour permettre son fonctionnement.

Le dispositif de commande selon l'invention comporte également au moins une mémoire 25 de masse. Un dispositif de commande selon l'invention présente notamment l'avantage de pouvoir être réalisé avec un poids extrêmement faible, un encombrement réduit, et une très faible consommation énergétique, de sorte qu'il peut être embarqué, avec le mécanisme selon l'invention, à bord d'un véhicule, tel qu'un système spatial selon l'invention. Ainsi, dans ces modes de réalisation, le dispositif de commande peut être solidaire du socle 11.

Le dispositif et le procédé de commande selon l'invention permettent de modifier la position du mobile 12 par rapport au socle 11, c'est-à-dire de passer d'une position initiale (vi, φΐ, Zi) à une position finale (vf, φί, Zf) de consigne transmise à l'unité 24 de commande sous forme d'un signal 26 de consigne.

Pour éviter d'avoir à effectuer des calculs temps réel lourds et complexes, pour chaque chaîne 13a, 13b, 13c cinématique, et donc pour chaque actionneur 16a, 16b, 16c, une table de valeurs prédéterminées est préalablement élaborée et enregistrée dans la mémoire de masse 25, cette table de valeurs prédéterminées déterminant une valeur de l'angle 9a, 9b, 9c de base de cette chaîne cinématique correspondant au moins à chaque couple (φ, v) de valeurs de l'angle de site et de l'angle d'azimut du mobile. Le nombre de tables de valeurs est égal au nombre d'actionneurs 16a, 16b, 16c de base et au nombre de chaînes 13a, 13b, 13c cinématiques du mécanisme, par exemple égal à 3.

Dans certaines applications et/ou dans certains modes de réalisation, pour chaque couple (φ, v) de valeurs de l'angle de site et de l'angle d'azimut du mobile, une valeur du zoom Z est prédéterminée (par exemple par optimisation du déplacement du mobile vis-à-vis d'autres contraintes telles que l'absence de collision). Chaque table de valeurs prédéterminées peut alors être une table à deux dimensions. Dans chaque table de valeurs, l'angle φ de site varie par exemple entre 0° et 90°, avec un pas de variation qui dépend de la précision requise pour la commande de pointage du mécanisme, par exemple égal à 0,1°. L'angle v d'azimut varie entre -180° et +180°, avec un pas de variation qui peut être égal ou différent de celui de l'angle de site, par exemple égal à 0,1°. Chaque cellule d'une table de valeurs prédéterminées donne une valeur de l'angle de base de la chaîne cinématique correspondante. Par exemple, toutes les cellules d'une même ligne d'une table de valeurs prédéterminées ont une même valeur de l'angle φ de site, tandis que toutes les cellules d'une même colonne d'une table de valeurs prédéterminées ont une même valeur de l'angle v d'azimut.

Dans d'autres applications et/ou dans d'autres modes de réalisation, pour chaque couple (φ, v) de valeurs de l'angle de site et de l'angle d'azimut du mobile, la valeur du zoom Z n'est pas prédéterminée et peut varier. Chaque table de valeurs prédéterminées est alors une table à trois dimensions, chaque cellule étant à l'intersection de deux lignes orthogonales (une ligne frontale et une ligne sagittale) et d'une colonne. Chaque cellule d'une table de valeurs prédéterminées donne une valeur de l'angle de base de la chaîne cinématique correspondante. Par exemple, toutes les cellules d'une même ligne frontale d'une table de valeurs prédéterminées ont une même valeur de l'angle φ de site, tandis que toutes les cellules d'une même colonne d'une table de valeurs prédéterminées ont une même valeur de l'angle v d'azimut, et toutes les cellules d'une même ligne sagittale d'une table de valeurs prédéterminées ont une même valeur de zoom Z.

Compte tenu de la cinématique du mécanisme, l'angle de site et l'angle d'azimut, et éventuellement le zoom Z, du mobile ne peuvent évoluer que dans un domaine prédéterminé de valeurs de (v, φ) ou (v, φ, Z), dit domaine de pointage. Autrement dit, certaines valeurs (vn, φη) ou (vn, φη, Zn) de l'angle d'azimut, de l'angle de site, et éventuellement du zoom Z, et donc des triplets (9an, 9bn, 9cn) des angles de base correspondant à ces valeurs, sont interdites.

Dans toute la suite, on considère que les valeurs de zoom sont prédéterminées pour chaque couple (φ, v) de valeurs de l'angle de site et de l'angle d'azimut du mobile. Il est cependant possible de généraliser toutes les caractéristiques décrites ci-après et l'invention dans le cas où le zoom Z n'est pas prédéterminé.

Ce domaine de pointage est représenté par lesdites tables de valeurs par le fait que la valeur de l'angle 9a, 9b, 9c de base enregistrée dans chaque table de valeurs prédéterminées associée à un couple interdit de valeurs (vn, φη) de l'angle d'azimut et de l'angle de site qui n'appartient pas au domaine de pointage, est une valeur de l'angle de base appartenant au domaine de pointage et qui correspond à couple de valeurs (v, φ) de l'angle d'azimut de l'angle de site appartenant au domaine de pointage qui est le plus proche du couple interdit de valeurs (vn, φη).

Chaque table de valeurs prédéterminées peut être élaborée par exemple et de préférence par des mesures effectuées directement sur le mécanisme, qui peut à cet effet être doté de capteurs de position angulaire associés à chaque actionneur 16a, 16b, 16c de base, et d'au moins un laser fixé sur le mobile 12 par exemple pour émettre un faisceau lumineux selon le vecteur n de pointage, en direction d'une hémisphère de mesure sur laquelle la position du point lumineux du faisceau est repérée. En variante, dans certaines applications, rien n'empêche d'élaborer chaque table de valeurs prédéterminées par simulation logicielle, voire même par calcul théorique analytique à partir de la connaissance de la cinématique du mécanisme.

Un procédé de commande selon l'invention tel que représenté figure 3 comprend une première étape 31 de détermination de la position initiale (vi, φΐ), une deuxième étape 32 de détermination de la position finale (vf, (pf), et un test 33 permettant de déterminer quel algorithme doit être sélectionné pour contrôler la trajectoire de déplacement du mobile 12 entre ces deux positions.

Ce test 33 consiste par exemple à déterminer si les positions initiales et finales satisfont ou non à la condition définie par l'inéquation (I) suivante :

dans laquelle :

Vf est l'angle d'azimut final, - Vj est l'angle d'azimut initial,

- φί est l'angle de site initial,

- b est un nombre supérieur à 0 et inférieur ou égal à 180, par exemple de l'ordre de 140,

- a est un nombre supérieur à 0 et inférieur ou égal à 1, par exemple de l'ordre de 0,5.

Si cette condition est satisfaite, indiquant que les positions finales et initiales sont relativement peu éloignées l'une de l'autre, un premier algorithme de déplacement est sélectionné lors de l'étape 34. Le premier algorithme peut faire l'objet de différentes variantes de réalisation. Il peut s'agir par exemple d'un algorithme dans lequel on choisit de modifier tout d'abord l'angle de site puis l'angle d'azimut ; ou au contraire d'un algorithme dans lequel on choisit de modifier tout d'abord l'angle d'azimut puis l'angle de site ; ou d'un algorithme dans lequel on modifie simultanément l'angle de site et l'angle d'azimut, notamment pour minimiser la durée et/ou la distance de la trajectoire du mobile. Il peut s'agir avantageusement d'un algorithme choisi pour déterminer une trajectoire aussi proche que possible d'une trajectoire orthodromique du mobile.

Avantageusement, dans une première étape 35 d'une variante préférentielle de ce premier algorithme, une valeur minimum Min((pf, (pi) d'angle de site est sélectionnée parmi l'angle (pf de site final et l'angle (pi de site initial et les mouvements de chaque actionneur 16a, 16b, 16c sont commandés de façon à modifier l'angle v d'azimut en maintenant l'angle φ de site à ladite valeur minimum. Pour ce faire, il suffit de parcourir de proche en proche les différentes cellules de la table de valeurs prédéterminées de chaque chaîne cinématique, de proche en proche, en faisant varier uniquement l'angle v d'azimut, chaque table de valeurs prédéterminées donnant la valeur de l'angle 9a, 9b, 9c de base correspondant.

Il est à noter à ce titre que les valeurs (vn, φη) interdites n'appartenant pas au domaine de pointage sont en général (notamment dans le cas où φ = 0 pour 9a = 9b = 9c) des positions pour lesquelles l'angle φ de site est le plus important (le plus proche de 90°). En conséquence, la première étape 35 s'effectuant avec une valeur minimum de l'angle φ de site, les risques de passer par une position hors du domaine de pointage lors de cette première étape 35 sont minimes. Cela étant, en tout état de cause, si ce déplacement à angle de site constant aboutit à un couple interdit de valeurs (vn, φη) de l'angle d'azimut et de l'angle de site, les actionneurs seront commandés selon des valeurs des angles de base mémorisées dans les tables de valeurs, et appartenant malgré tout au domaine de pointage comme indiqué ci-dessus.

Dans une deuxième étape 36 subséquente du premier algorithme l'angle φ de site est modifié jusqu'à la valeur φΐ final si cette dernière est différente de la valeur minimum Min((pf, φΐ), l'angle v d'azimut étant maintenu constant. Là encore, il est à noter que si la position finale appartient effectivement au domaine de pointage, les positions de même angle vf d'azimut et d'angle φ de site de valeur plus faible que φΐ appartiennent aussi en général au domaine de pointage. En conséquence, le déplacement à azimut vf constant se fera dans le domaine de pointage.

Tous ces déplacements sont effectués en parcourant des cellules adjacentes dans chacune desdites tables de valeurs prédéterminées, de proche en proche.

La figure 4a représente un exemple de déplacement du mobile

12 selon ce premier algorithme. Sur cette figure, qui représente une projection gnonomique polaire de l'hémisphère des positions (v, φ) du mobile 12, la demi- droite 41 représente l'azimut vi de la position initiale, c'est-à-dire la projection du vecteur n de pointage dans le plan (xO, O) du repère fixe du socle 11. La zone 42 hachurée sur la figure 4a représente celle pour laquelle la condition de la formule (I) est satisfaite. La zone 43 non hachurée sur la figure 4a représente celle pour laquelle la condition de la formule (I) n'est pas satisfaite. Dans l'exemple représenté, on a considéré que Min((pf, φΐ) = φΐ. À partir de la position initiale (vi, φΐ) la première étape 35 déplace le mobile 12 jusqu'à la position intermédiaire (vf, φΐ), et la deuxième étape déplace le mobile 12 de cette position intermédiaire jusqu'à la position finale (vf, (pf). Le premier algorithme faire peut faire l'objet de différentes variantes de réalisation. Par exemple, il peut s'agir d'un algorithme qui détermine, à chaque pas de modification du triplet (9a, 9b, 9c) des angles de base pour passer d'une cellule de chaque table de valeurs prédéterminées à une cellule adjacente, parmi les valeurs de l'angle d'azimut et de l'angle de site (v, φ) des différentes cellules adjacentes, celles pour lesquelles les variations Δν d'angle d'azimut et Δφ d'angle de site sont maximales. Il peut s'agir aussi d'un algorithme qui détermine une trajectoire du mobile qui se rapproche le plus possible d'une trajectoire orthodromique.

Si la condition de la formule (I) n'est pas satisfaite, indiquant que les positions finales et initiales sont relativement éloignées l'une de l'autre, un deuxième algorithme de déplacement, distinct du premier algorithme de déplacement, est sélectionné lors de l'étape 37. Le deuxième algorithme est avantageusement choisi de façon à imposer une trajectoire qui se rapproche le plus possible du nadir (c'est-à-dire du point pour lequel l'angle φ de site est égal à zéro). Ce deuxième algorithme peut également faire l'objet de différentes variantes de réalisation. Il peut s'agir par exemple d'un algorithme dans lequel on choisit de réduire la valeur de l'angle de site tout en modifiant l'angle d'azimut jusqu'à l'obtention de la valeur vf finale, puis l'angle de site est modifié jusqu'à l'obtention de la valeur φΐ finale.

Cela étant, avantageusement dans une première étape 38 d'une variante préférentielle de ce deuxième algorithme, l'angle vi d'azimut initial est maintenu constant tandis que l'angle φ de site est diminué à partir de la valeur φΐ initiale jusqu'à la valeur nulle φ = 0, le vecteur n de pointage étant au nadir. Lors d'une deuxième étape 39 subséquente, la valeur de l'angle v d'azimut est modifiée pour passer de la valeur vi initiale à la valeur vf finale, tandis que l'angle de site est maintenu à la valeur nulle φ = 0. Il est à noter que cette modification de valeurs de l'angle d'azimut s'effectue sans mouvement réel du mobile 12, ce dernier étant au nadir. Lors d'une troisième étape 40 subséquente, l'angle φ de site est augmenté depuis la valeur nulle φ = 0 jusqu'à la valeur finale, tandis que l'angle v d'azimut est maintenu constant à la valeur vf finale. La zone 44 hachurée sur la figure 4b représente celle pour laquelle la condition de la formule (I) n'est pas satisfaite. La zone 45 non hachurée sur la figure 4a représente celle pour laquelle la condition de la formule (I) est satisfaite.

Par exemple, si φΐ = 20°, vi = 10°, q>f = 35° et vf = 90°, la formule (I) donne :

190-101 < 140-20x0.5

soit 80 < 130. Cette inégalité est exacte donc le premier algorithme est sélectionné pour effectuer ce déplacement.

Si φΐ = 70°, vi = 0°, q>f = 60° et vf = 130°, la formule (I) donne :

1130-01 < 140-70x0.5

soit 130 < 105.

Cette inégalité est inexacte donc le deuxième algorithme est sélectionné pour effectuer ce déplacement.

L'invention peut faire l'objet de nombreuses variantes de réalisation et de diverses applications autres que celles décrites ci-dessus et représentées sur les figures. Elle s'applique en particulier à un mécanisme à architecture parallèle présentant un nombre de chaînes cinématiques, semblables ou non, différent de trois, et dont la cinématique peut être différente. Elle est particulièrement avantageuse pour la commande d'un mécanisme embarqué à bord d'un système spatial, par exemple pour le pointage une antenne, mais peut tout aussi bien s'appliquer à d'autres véhicules dans lesquels les mêmes problèmes se posent.