Arrière-plan de l'invention La présente invention concerne un procédé d'essai technique d'un dispositif comprenant au moins un palier de fonctionnement du dispositif correspondant à une valeur stable d'au moins une consigne de fonctionnement du dispositif et/ou d'un banc d'essai du dispositif.

Dans le domaine des essais techniques, il est courant d'essayer le dispositif à plusieurs régimes de fonctionnement différents pouvant être rencontrés pendant son utilisation, et ceci afin de caractériser l'ensemble du domaine de fonctionnement du dispositif de la manière la plus complète possible, Typiquement ceci est mis en œuvre en suivant, pendant l'essai, une séquence de plusieurs paliers de fonctionnement, chaque palier de fonctionnement étant maintenu pendant une durée de temps prédéterminée ayant été considérée suffisante pour garantir la qualité des informations concernant des paramètres de fonctionnement du dispositif qui sont obtenues pendant la durée de ce palier,

Toutefois, suivre une telle séquence de paliers de fonctionnement a durée prédéterminée peut résulter en une durée globale considérable des essais, Or, pour des raisons principalement économiques il est souhaitable de limiter cette durée globale des essais. En outre, l'ajustement de la durée individuelle de chaque palier de fonctionnement permettrait d'essayer un plus grand nombre de valeurs des consignes de fonctionnement, permettant ainsi une caractérisatlon plus complète du domaine de fonctionnement du dispositif soumis à l'essai.

Objet et résumé de l'invention Le procédé d'essai technique décrit dans la présente divulgation vise à remédier à ces inconvénients, En particulier, cette divulgation vise à proposer un procédé d'essai technique qui permette de réduire la durée globale d'un essai technique et/ou d'augmenter le nombre de paliers dans une séquence de paliers de fonctionnement du dispositif essayé, tout en maintenant la validité de l'essai, Dans au moins un mode de réalisation, ce but est atteint grâce au fait que, dans l'essai technique, qui comprend au moins un palier de fonctionnement correspondant à une valeur stable d'au moins une consigne de fonctionnement du dispositif et/ou d'un banc d'essai du dispositif, ledit palier de fonctionnement est finalisé avant un seuil de durée maximum si un critère associé à un ensemble de paramètres physiques captés pendant le palier de fonctionnement est rempli et un niveau de confiance associé audit ensemble de paramètres physiques atteint au moins un seuil prédéterminé. Cette deuxième condition permet de distinguer les situations dans lesquelles le critère est suffisamment fiable pour permettre de juger l'opportunité de finaliser le palier de fonctionnement et celtes dans lesquelles le critère n'est pas fiable, et ne permettrait donc pas d'abréger le palier de fonctionnement même s'il était rempli. En particulier, une condition supplémentaire pour finaliser ledit palier de fonctionnement avant un seuil de durée maximum peut être que ledit critère soit rempli, et ledit niveau de confiance atteigne au moins ledit seuil prédéterminé _, , pendant au moins une durée minimale prédéterminée, afin d'éviter qu'une fluctuation passagère d'un paramètre physique dudit ensemble ne puisse déclencher une interruptio prématurée du palier de fonctionnement.

Dans ce contexte, on entend « ensemble de paramètres physiques » dans un sens large, pouvant donc comprendre un seul paramètre physique, Toutefois, ledit ensemble de paramètres physiques peut: notamment comprendre une pluralité de paramètres physiques associés chacun à un niveau de confiance, le niveau de confiance associé à l'ensemble de paramètres physiques étant une fonction des niveaux de confiance associés à ladite pluralité de paramètres physiques. Ainsi, la fiabilité de chacun des paramètres physiques pourra être pondérée suivant l'Importance du paramètre physique correspondant dans le calcul du niveau de confiance associé à la pluralité des paramètres physiques et autorisant le passage au palier de fonctionnement suivant. Par exemple, la fonction peut comprendre un produit des niveaux de confiance associés à deux paramètres physiques de ladite pluralité et/ou une soustraction du produit des niveaux de confiance associés à deux paramètres physiques de ladite pluralité à une somme des mêmes deux niveaux de confiance, En logique floue, le produit de deux valeurs de vérité correspond à l'opérateur t-norme probabiiiste, tandis que la soustraction du produit de deux valeurs de vérité à une somme des mêmes deux valeurs de vérité correspond à un opérateur t-conorme probabiliste.

Afin d'adapter le niveau de confiance correspondant à chaque paramètre physique aux informations disponibles concernant la fiabilité de ce paramètre physique, ce niveau de confiance peut notamment être prédéterminé, ou calculé en fonction d'un niveau de bruit et/ou coefficient d'asymétrie dans un signal correspondant au paramètre physique associé pendant une fenêtre temporelle glissante et/ou d'une différence entre une valeur du paramètre physique associé et un seuil prédéterminé.

Afin de pouvoir appliquer des principes de logique floue au traitement des niveaux de confiance, chacun desdits niveaux de confiance peut avoir une valeur entre 0 et 1,

Afin de pouvoir essayer le dispositif à plusieurs régimes de fonctionnement différents., le procédé peut comprendre une séquence d'une pluralité de paliers de fonctionnement différents correspondant chacun à une valeur stable d'au moins une consigne de fonctionnement d'un dispositif soumis à l'essai et/ou d'un banc d'essai du dispositif. L'ordre des paliers de fonctionnemen dans ladite séquence peut être établi sur base au moins d'une priorité assignée à chaque palier de fonctionnement,, et des valeurs de Tau moins une consigne de fonctionnement correspondant à la pluralité de paliers de fonctionnement. L'ordre des paliers de fonctionnement peut être modifié, à partir de critères prédéfinis,, selon révolution du dispositif soumis à l'essai technique.

Le dispositif soumis à l'essai technique peut notamment être un moteur, en particulier un moteur-fusée à ergols liquides et plus spécifiquement un moteur-fusée à ergols liquides comprenant un système d'alimentation par turbopompe.

La présente invention se rapporte aussi à une unité électronique de commande avec au moins une sortie de données pour transmettre au moins une consigne de fonctionnement à un dispositif et/ou à un banc d'essais dudit dispositif, configurée pour commander un essai technique du dispositif suivant le procédé susmentionné. Cette configuration peut être une configuration physique d'au moins un circuit électronique de l'unité électronique de commande, ou peut être implémentée, dans une unité électronique de commande programmable, par un logiciel, c'est-à- dire un ensemble d'instructions exécutables par un système informatique pour effectuer un procédé d'essai technique. Un tel ensemble dlnstructions peut être contenu dans un support informatique. On entend par « support informatique » tout dispositif de stockage de données pouvant être lu par un système informatique. Un tel support informatique peut notamment être un dispositif de stockage magnétique de données, tel qu'un disque ou bande magnétique, un dispositif de stockage optique de données _f tel qu'un disque optique, ou un dispositif de stockage électronique de données, tel qu'une mémoire électronique volatile ou non- volatile.

Brève description des dessins

L'invention sera bien comprise et ses avantages apparaîtront mieux, à la lecture de la description détaillée qui suit, d'un mode de réalisation représenté à titre d'exemple non limitatif, La description se réfère aux dessins annexés sur lesquels :

- la figure 1 illustre schématiquement un moteur-fusée à propergols liquides et alimentation par turbopompes dans un banc d'essais comprenant une unité de commande électronique suivant un mode de réalisation de la présente invention ;

- ia figure 2 illustre schématiquement les six principales fonctions d'un procédé d'essais techniques suivant un mode de réalisation de l'invention ;

- la figure 3A es un graphique illustrant le niveau de confiance attribué à un signal en fonction de la dispersion du bruit dans ce signal dans une fenêtre temporelle glissante ; et

- la figure 3B est un graphique illustrant le niveau de confiance attribué à un signal en fonction de son coefficient d'asymétrie dans une fenêtre temporelle glissante.

Description détaillée de {Invention

La figure i illustre un moteur-fusée 1 à propergols liquides et alimentation par turbopompes, Installé dans un banc d'essais 2 dans lequel il est connecté à une unité électronique de commande 3 pour effectuer des essais suivant: un profil comprenant une séquence de plusieurs paliers de fonctionnement

Dans le mode de réalisation illustré,, le moteur-fusée i est un moteur-fusée du type dit à cycle de détente, dans lequel les turbopompes 4, 5 sont actionnées par l'un des propergols après son passage par un échangeur de chaleur régénératif 6 adjacent aux parois de la chambre propulsive 7 du moteur-fusée I. Des vannes d'alimentation 8, 9 sont interposées entre ies réservoirs 10, il contenant les propergols et les turbopompes correspondantes 4, 5, et des vannes de contournement 12, 13 permettent un contournement au moins partiel de ces turbopompes 4, 5 par le propergol chauffé par échangeur 6. Toutefois, l'invention n'est nullement limitée aux essais de tels moteurs-fusées, et peut également être appliquée aux essais d'autres types de moteurs et même d'autres dispositifs différents.

Dans le mode de réalisation illustré, le fonctionnement du moteur- fusée 1 peut être piloté par le moyen des vannes d'alimentation 8,9 et des vannes de contournement 12,13. Chacune de ces vannes est connectée pour cela à l'unité électronique de commande 3 pour recevoir des consignes de fonctionnement Le banc d'essais 2 comprend aussi des capteurs, comme par exemple des capteurs de température 14 et de pression 15 dans la chambre propulsive 7, et des capteurs de poussée 16 et de vibration 17 dans les supports du moteur-fusée 1, Ces capteurs 14,15,16,17 sont aussi connectés à l'unité électronique de commande 3 pour lui transmettre des paramètres de fonctionnement du moteur-fusée 1. Cet ensemble de paramètres de fonctionnement X peut comprendre un premier paramètre A, un deuxième paramètre 8, et ainsi de suite.

Dans ce banc d'essais 2, le moteur-fusée 1 est destiné à être soumis à des essais techniques comprenant une séquence de paliers de fonctionnement PF _n afin d'évaluer les paramètres de fonctionnement X du moteur-fusée 1 captés pendant chacun de ces paliers de fonctionnement- Chaque palier de fonctionnement PF _fi de cette séquence correspond à un ensemble de valeurs stables des consignes de fonctionnement du moteur- fusée 1 et cherche à reproduire des points de fonctionnement pertinents pour une utilisation normale de ce moteur-fusée 1.

Chaque palier de fonctionnement doit avoir une durée suffisante pour recueillir des valeurs représentatives des paramètres d fonctionnement X du moteur-fusée 1 lors d'un tel essai En même temps, une durée excessive des paliers de fonctionnement,, et donc de l'essai, présente des inconvénients notamment en termes de coû II est donc nécessaire de trouver un compromis dans la durée des paliers,

La figure 2 illustre les six principales étapes d'un procédé d'essai technique pouvant être mis en œuvre avec le système illustré sur la figure 1. Dans une première fonction Fl de ce procédé, une table comprenant des données relatives à chaque palier de fonctionnement PF _n est stockée dans une mémoire (dispositif de stockage de données ou mémoire vive) de l'unité électronique de commande 3. Cette table peut notamment comprendre, pour chaque palier de fonctionnement PF _n , un identificateur du palier de fonctionnement PF^ un premier paramètre parai, _n indiquant une priorité assignée au palier PF _n , des valeurs de consignes de fonctionnement et éventuellement de seuils de surveillance du moteur- fusée 1 et/ou du banc d'essai 2, une durée maximale ,n et éventuellement une durée minimaie ,n du palier, au moins un critère de fin de palier, chaque critère étant associé à un ensemble de paramètres physiques de fonctionnement X captés pendant ie palier de fonctionnement, un seuil pour un niveau de confiance associé à chaque ensemble de paramètres de fonctionnement X associés à chaque critère de fin de palier, ainsi que des opérateurs logiques et/ou mathématiques à appliquer auxdits critères, paramètres physiques et/ou niveaux de confiance. Le paramètre parai,,-, Indiquant la priorité assignée à chaque palier PF _n peut, par exemple,, avoir une valeur parmi les valeurs 1, 2 et 3, la valeur 1 correspondant: à la plus grande priorité et la valeur 3 à la moindre priorité. Les critères de fin de palier peuvent être, par exemple, des critères de stabilité desdits paramètres de fonctionnement X échantillonnés pendant une fenêtre temporelle glissante.

Dans une deuxième fonction F2, l'unité électronique de commande 3 ordonne tes paliers de fonctionnement de la table établie dans la première fonction Fi suivant la priorité accordée à chaque palier, mais en prenant compte aussi la proximité des valeurs des consignes de fonctionnement entre paliers successifs, Dans certains cas particuliers, deux ou plusieurs paliers peuvent être liés afin de garantir leur exécution dans un ordre préalablement imposé. Cette deuxième fonction F2 est exécutée au début de l'essai technique, et: ensuite répétée avant la fin de chaque palier de /

fonctionnement PF _n afin de mettre à jour la séquence des paliers restants. Dans ce mode de réalisation, l'unité électronique de commande peut aussi prendre en compte le temps disponible jusqu'à l'épuisement des ergols disponibles dans les réservoirs 10,11.

Ainsi, par exemple, chaque palier de fonctionnement PF _ri peut être associé audit premier paramètre ara^n, à un deuxième paramètre para¾n correspondant à sa proximité à un palier en cours, et à un troisième paramètre para _3t n correspondant à ia différence entre sa durée maximale assignée - _(n et la durée maximaie de fonctionnement tea ,n pouvant être maintenue au régime associé à ce palier de fonctionnement PF _n avec la quantité d'ergols encore disponible dans les réservoirs 10,11.

Dans cet exemple, la valeur du deuxième paramètre de chaque palier restant sélectionné pour ce triage peut être calculée, par exemple, suivant la formule suivante : para ₂ , _n = V«i. ' (Po - Pc) ² + « ₂ ' (RM„ - RM _C ) ² dans laquelle p _n et RM,, représentent, respectivement, la pression de combustion et le rapport de mélange des ergols pendant ce palier de fonctionnement PF _nj et p _c et RM _C la pression et le rapport de mélange des ergols actuels dans ia chambre propulsive 7, tandis que <¾ [ALPHA__i] et Û2 [ALPNÂ__2] sont des coefficients de pondération de ces paramètres physiques caractérisant le palier.

La valeur du troisième paramètre para ₃ , _n peut être calculée pour chaque palier de fonctionnement PF _n restant en soustrayant la valeur de sa durée maximale assignée tm _3X ^ à la durée maximale de fonctionnement tcap,n correspondant à ce régime et à la capacité restante d ^' ergols.

Si pour au moins un des paliers de fonctionnement PF _n restants la valeur du troisième paramètre est négative, indiquant ainsi que le palier en question pourra être maintenu pendant sa durée maximale assignée t _m3x , _n sans épuiser les ergols, le ou les paliers restants remplissant cette condition peuvent être sélectionnés et classés par ordre croissant de la somme pondérée _n du premier paramètre araît et du deuxième paramètre ara^n suivant la formule suivante :

K _n - βι ' para _1<n + β ₂ · para ₂ , _n dans laquelle # [BETA_ 1] et /¾ [BETA_2] sont des coefficients de pondération de, respectivement, lesdits premier et deuxième paramètres par is et para ₂ ,,

Si, par contre, aucun des paliers restants ne remplit cette condition, tous Ses paliers restants vont être sélectionnés et classés par ordre croissant de la somme pondérée K ^r _n des valeurs non seulement du premier paramètre parai, _n et du deuxième paramètre par^n, mais aussi du troisième paramètre para^n, suivant la formule suivante :

K'„ = β _ί ^■ para _{l n} + β ₂ · para ₂ , _K + β ₃ ^» para ₃ , _n dans laquelle ¼ [BETA_3] est un coefficient de pondération dudit troisième paramètre para3,n»

Dans une troisième fonction F3, l'unité électronique de commande 3 génère les consignes à transmettre au moteur-fusée 1 et/ou au banc d ^' essai 2, ainsi que les seuils de surveillance correspondants, sur base des données stockées dans la table pour le palier de fonctionnement PF _n classé premier (c'est-à-dire, présentant ia moindre valeur de la somme pondérée K _n ou ' _n ) dans le dernier classement établi par la deuxième fonction F2< Ensuite, dans la quatrième fonction F4, ces consignes sont appliquées par l'unité électronique de commande 3 pour piloter le fonctionnement du moteur-fusée 1 et/ou du banc d'essai 2,

De manière concomitante à la quatrième fonction F4 l'unité électronique de commande 3 effectue une cinquième fonction F5 de capture et traitement de paramètres physiques X associés au palier de fonctionnement PF _n en cours, notamment à travers des capteurs 14 à 17. Les valeurs de ces paramètres physiques peuvent être captées avec un échantillonnage haute fréquence ou basse fréquence selon le paramètre et sa gamme de fréquence à analyser. Par exemple, pour des signaux dont la gamme d'analyse peut être inférieure à 25 Hz, il est possible d'appliquer un échantillonnage basse fréquence d'environ 100 pt/s, tandis que pour des signaux dont la gamme d'analyse peut être sensiblement supérieure â 25 Hz et même atteindre 5000 Hz, il est possible d'appliquer un échantillonnage haute fréquence d'environ 25000 pt/s. Dans cette cinquième fonction F5, un niveau de confiance CL _X entre 0 et 1 peut être associé à chaque signa! correspondant à un ou plusieurs paramètres physiques X, en fonction notamment d'une fiabilité estimée du capteur et/ou d'algorithmes utilisés pour le traitement de chaque signal. La valeur de chacun de ces niveaux de confiance CL _X peut être prédéterminée ou calculée en temps réel en fonction d'un niveau de bruit et/ou de biais du signal correspondant au paramètre physique associé, et/ou de la différence entre ce signal et un seuil prédéterminé. Ainsi, par exemple, on peut attribuer ledit niveau de confiance CLx à chaque signal échantillonné à basse fréquence en fonction du niveau de bruit du signal, mesuré à travers la dispersion σ [SIGMA] du signal dans une fenêtre temporelle glissante, et à chaque signal échantillonné à haute fréquence en fonction du coefficient d'asymétrie y-i [LAMBDÂ_1J du signal dans une fenêtre temporelle glissante,

La dispersion a [SIGMA] d'un signal et le niveau de confiance CLx attribué à ce signal peuvent suivre, par exemple, la relation illustrée sur la figure 3A, Dans cet exemple, on n'attribue pas un niveau de confiance CLx élevé à ce signal si sa dispersion σ [SIGMA] est trop élevée, Indiquan un niveau élevé de bruit, ou, au contraire, trop réduite, indiquant une trop grande constance du signal (signal mort),

Le coefficient d'asymétrie γι [LA BD„i] d'un signal et le niveau de confiance CL _X attribué à ce signal peuvent d'autre part suivre, par exemple, la fonctio illustrée sur la figure 3B. Dans cet exemple, on n'attribue pas un niveau de confiance CLx élevé à ce signai si la valeur absolue de son coefficient d'asymétrie γι [LÂMBDÂ_J. j est: trop élevée. il est également possible d'associer à un ensemble de paramètres physiques X un niveau de confiance tie _nse mhie dont la valeur est calculée par l'unité électronique de commande 3 sur base des valeurs de niveaux de confiance CL _X individuellement associés à des paramètres physiques X de cet ensemble. Ce calcul peut notamment être effectué en appliquant des opérateurs de logique floue aux valeurs des niveaux de confiance CLx individuellement associés à des paramètres physiques X de cet ensemble. Parmi les opérateurs pouvant être utilisés on compte notamment les opérateurs probabilités, et en particulier les opérateurs t-norme et t- conorme probabiîistes, Le premier correspond au produit des deux termes de l'opération, tandis que le deuxième correspond à une soustraction du produit des deux termes de l'opération à la somme des deux termes de l'opération.

Ainsi, par exemple, en appliquant l'opérateur t-norme, les niveaux de confiance CL _A? CL¾, CL _C de trois signaux correspondants, respectivement, à des paramètres physiques Α,, B et C. participant à un même critère de fin de palier sont multipliés pour obtenir le niveau de confiance CUnsem ie associé à cet ensemble de paramètres physiques, et donc au critère de fin de palier correspondan

Finalement, dans une sixième fonction F6, l'unité électronique de commande 3 contrôle si Tau moins un critère de fin de palier est rempli et si au moins un niveau de confiance lié à ce critère atteint un seuil minimum. Si Tau moins un critère es rempli et le niveau de confiance atteint le seuil minimum,, éventuellement pendant au moins une durée minimale de temps, le palier en cours peut être finalisé et l'unité électronique de commande 3 peut retourner à la deuxième fonction F2, dans laquelle la table sera réarrangée après avoir éliminé le palier finalisé, et ensuite générer, dans la troisième fonction F3, les consignes de fonctionnement correspondant au paiier suivant. La finalisation du paiier en cours peut aussi être conditionnée à une durée minimale du palier, de telle manière que le paiier de fonctionnement ne soit pas finalisé trop rapidement,

Par contre, si Tau moins un critère de fin de paiier n'est pas rempli et/ou si l'au moins un niveau de confiance lié à ce critère n'atteint pas son seuil minimum, le paiier peut être maintenu jusqu'à atteindre une durée maximale prédéterminée.

Quoique la présente invention ait été décrite en se référant à un exemple de réalisation spécifique, il est évident que des différentes modifications et changements peuvent être effectués sur ces exemples sans sortir de la portée générale de l'invention telle que définie par les revendications. En outre, des caractéristiques individuelles des différents modes de réalisation évoqués peuvent être combinées dans des modes de réalisation additionnels. Par conséquent, la description et les dessins doivent être considérés dans un sens illustrât!! ^' plutôt que restrictif.