Control and Automation Engineer, PAT Systems in Paris

Notre client est une entreprise technologique innovante et en forte croissance développant des systèmes de communication optique avancés et basés sur la photonique pour des applications très exigeantes. Dans le cadre de l'expansion de ses activités d'ingénierie, nous recherchons un Ingénieur en Contrôle et Automatisation, Systèmes PAT.

En rapport avec les équipes R&D et d'ingénierie, vous contribuerez au développement de systèmes de Pointage, Acquisition et Suivi (PAT) pour des produits de communication optique en espace libre (FSO). Le PAT est une fonction clé dans les systèmes de communication laser : deux terminaux doivent s'identifier, acquérir le lien et maintenir un alignement de faisceau très précis pendant que la plateforme sous-jacente est en mouvement et soumise à des vibrations.

Ce rôle se situe à l'intersection de la théorie du contrôle, de l'optique, de la mécanique de précision, des capteurs et de l'informatique embarquée en temps réel. En étroite collaboration avec l'Architecte de Pointage et de Télécommunications, vous serez responsable de la couche de contrôle de la chaîne PAT, depuis les modèles système et la conception de lois de contrôle jusqu'à la mise en œuvre en temps réel, les tests en laboratoire et la corrélation des performances.

Conception de lois de contrôle : Concevoir, ajuster et valider des lois de contrôle pour des boucles de pointage fines et grossières. Appliquer des techniques de mise en forme de boucle et d'état, y compris des filtres en notch, des résonateurs, un contrôle en avance, le rejet de perturbations et le passage entre les étapes de direction rapide et lente.

Contrôle Servo Précis : Développer des fonctions de contrôle de vitesse et de position pour des mécanismes de pointage de précision. Aborder les effets physiques non idéaux tels que la friction, le comportement stick-slip à basse vitesse, les non-linéarités des actionneurs, l'hystérésis, les bandes mortes et la synchronisation multi-axes.

Modélisation et Simulation de Système : Construire des modèles de plante couvrant les actionneurs, la dynamique structurelle et les capteurs. Développer des simulations de bout en bout de la chaîne de pointage complète, intégrant des spectres de perturbation réalistes, des délais, du bruit de mesure et des dynamiques de plateforme. Réaliser des analyses de Monte Carlo pour évaluer la robustesse et la probabilité de performance.

Kinematics & Geometry : Développer et maintenir des modèles de décomposition de ligne de visée, des cinématiques directes et inverses pour les mécanismes de direction, des cartes de calibration et des transformations de cadre de référence de la plateforme jusqu'au détecteur.

Stratégie d'Acquisition : Définir et optimiser des stratégies de recherche et d'acquisition, y compris des motifs de balayage, des temps de séjour, des seuils de détection dans des environnements bruyants, la probabilité d'acquisition, la durée d'acquisition attendue et la transition vers un suivi en boucle fermée stable.

Budgets d'Erreur de Pointage : Construire, maintenir et défendre des budgets d'erreur de pointage. Décomposer l'erreur globale en ses contributeurs, allouer des exigences à travers la chaîne de contrôle et justifier la performance par l'analyse et la mesure.

Mise en œuvre Embarquée en Temps Réel : Implémenter des algorithmes de contrôle sur le matériel cible, en utilisant du C embarqué bare-metal ou basé sur RTOS. Contribuer aux décisions d'architecture en temps réel, y compris les taux d'échantillonnage, le timing, les budgets de latence, la synchronisation et le timestamping.

Tests en Laboratoire & Corrélation : Développer et faire fonctionner des prototypes et des bancs d'essai. Mesurer les performances en boucle ouverte et fermée, les réponses en fréquence, le rejet de perturbations et le jitter résiduel sous des perturbations contrôlées. Enquêter sur les écarts modèle-test et mettre à jour les modèles en conséquence.

Intégration Système : Travailler en étroite collaboration avec les équipes optiques, mécaniques, électriques, de logiciels embarqués et d'ingénierie système pour garantir que les contrôles, capteurs, actionneurs et performances optiques sont intégrés de manière cohérente.

Éducation : Diplôme de Master ou diplôme d'ingénieur en Automatisation, Mécatronique, Robotique, Génie Électrique ou discipline connexe. Une expérience pratique équivalente peut également être considérée.

Expérience Professionnelle : Vous avez conçu, mis en œuvre et mesuré au moins un système de contrôle en boucle fermée sur du matériel réel tel qu'une scène de précision, un système robotique, une charge utile stabilisée, un drone, un banc optique ou un système de contrôle de mouvement.

Expertise Technique : Forte maîtrise de MATLAB/Simulink ou d'un environnement de conception et de simulation de contrôle équivalent. Solide connaissance des techniques de contrôle classiques et modernes, y compris la mise en forme de boucle, le contrôle d'état, l'analyse de marge de stabilité, le filtrage, le contrôle en avance et le rejet de perturbations. Expérience en modélisation de systèmes dynamiques, y compris des actionneurs, des structures, des capteurs, des délais, du bruit et des non-linéarités. Capacité à effectuer ou à soutenir l'identification de systèmes et à corréler des modèles dynamiques avec des mesures expérimentales. Compréhension pratique du comportement des actionneurs de précision, y compris la friction, le stick-slip, l'hystérésis, les bandes mortes, la saturation et les effets de conduite non linéaires. Connaissance des cinématiques directes et inverses, des procédures de calibration et des transformations de cadre de référence. Expérience avec des techniques d'estimation et de filtrage, telles que le filtrage de Kalman ou des approches basées sur des observateurs, est appréciée. Maîtrise du C embarqué et capacité à déployer des fonctions de contrôle sur microcontrôleur, SoC ou cibles de traitement similaires. Compréhension des contraintes logicielles en temps réel, y compris l'exécution déterministe, l'échantillonnage, la latence, le timing et le timestamping. Expérience avec des environnements RTOS est un plus.

Compétences en Test & Mesure : À l'aise pour travailler de manière pratique dans le laboratoire, y compris la mesure des réponses en fréquence, des spectres de vibration, du jitter et des performances en boucle fermée. Vous comprenez qu'un modèle de contrôle doit être remis en question et validé par des données mesurées.

Expérience dans l'Industrie : L'expérience dans le pointage optique, l'optique adaptative, le contrôle d'attitude des engins spatiaux, l'optronique stabilisée, la robotique, le contrôle de mouvement de précision, les drones ou les systèmes mécatroniques haute performance serait très valorisée.

Compétences Supplémentaires : L'expérience avec des caméras ou des détecteurs dans la boucle de détection, le centrage, la mesure des vibrations, l'analyse spectrale, les chemins de données FPGA/SoC ou les méthodologies de budget d'erreur de pointage serait un atout majeur.

État d'esprit : Vous combinez de solides bases théoriques en contrôle avec un état d'esprit d'ingénierie pratique. Vous aimez boucler la boucle sur du matériel réel, diagnostiquer des comportements dynamiques inattendus et transformer des résultats expérimentaux en solutions de contrôle robustes et déployables.

Anglais : Maîtrise professionnelle de l'anglais, avec la capacité de rédiger de la documentation technique et de communiquer efficacement avec des fournisseurs, partenaires et équipes d'ingénierie internationaux.