Introduction Au Contr Le Des Mini Drones De La Conception La Mise En Uvre Mod Lisation Identification Et Synth Se Des Lois De Commande
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Introduction Au Contr Le Des Mini Drones De La Conception La Mise En Uvre Mod Lisation Identification Et Synth Se Des Lois De Commande
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Author : Joël Bordeneuve-Guibé
language : fr
Publisher: Editions Ellipses
Release Date : 2020-09-22
Introduction Au Contr Le Des Mini Drones De La Conception La Mise En Uvre Mod Lisation Identification Et Synth Se Des Lois De Commande written by Joël Bordeneuve-Guibé and has been published by Editions Ellipses this book supported file pdf, txt, epub, kindle and other format this book has been release on 2020-09-22 with Science categories.
Le développement des mini-drones dans le secteur civil est aujourd’hui un secteur en pleine expansion. Comment modéliser ces engins ? Comment concevoir les lois de commande permettant de les contrôler ? L’objectif de cet ouvrage est de présenter des méthodes d’ingénierie issues de l’automatique permettant de répondre à ces questions. Plus précisément, cet ouvrage est dédié à la modélisation, à l’identification et à la synthèse de lois de commandes spécifiques à l'avionique des mini-drones.
Introduction Au Contr Le Des Mini Drones De La Conception La Mise En Oeuvre
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Author : Joël Bordeneuve-guibé
language : fr
Publisher:
Release Date : 2020-09-22
Introduction Au Contr Le Des Mini Drones De La Conception La Mise En Oeuvre written by Joël Bordeneuve-guibé and has been published by this book supported file pdf, txt, epub, kindle and other format this book has been release on 2020-09-22 with categories.
Commande De Drone Miniature Voilure Tournante
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Author : Sylvain Bertrand
language : fr
Publisher:
Release Date : 2007
Commande De Drone Miniature Voilure Tournante written by Sylvain Bertrand and has been published by this book supported file pdf, txt, epub, kindle and other format this book has been release on 2007 with categories.
L'utilisation de drones miniatures à voilure tournante est limitée par leur grande sensibilité face aux perturbations aérologiques. Cette particularité, ajoutée à la non linéarité de leur dynamique, rend complexe le développement de lois de commande pour de tels véhicules. Afin de permettre une automatisation de leur vol en tenant compte de ces difficultés, deux classes d'approches pour la synthèse de lois de commande sont étudiées dans cette thèse : la commande prédictive, puis la synthèse de lois de commande non linéaires via une analyse par fonctions de Lyapunov dans le cas où les vitesses du véhicule ne sont pas mesurées. Des contrôleurs de nature prédictive ont été proposés dans la littérature, mais sans considérer simultanément un modèle suffisamment représentatif de la dynamique d'un drone miniature à voilure tournante et une approche de commande garantissant la stabilité. A ce titre, nous proposons ici plusieurs algorithmes de commande prédictive ainsi que leur adaptation au développement de lois de guidage-pilotage de drone en considérant un modèle non linéaire à six degrés de liberté et en réalisant conjointement une analyse de la stabilité. Plusieurs applications sont présentées : stabilisation autour d'un point fixe, suivi de trajectoire en présence ou non de perturbations, évitement d'obstacles. Lors de certaines utilisations pratiques ou expérimentales d'un drone miniature, les mesures en vitesses du véhicule ne sont pas toujours disponibles. Des techniques de commande avec accès partiel à l'état ou utilisant des observateurs peuvent être alors appliquées. Afin de concilier ces deux classes d'approches, et d'obtenir simultanément de bonnes performances du système bouclé et une réduction de la complexité de la méthode utilisée (temps de calcul, analyse de la stabilité), nous proposons ici une méthode de synthèse de lois de commandes via une analyse par fonctions de Lyapunov. Cette méthode est basée sur l'introduction d'états virtuels au sein de la dynamique du système. Notre contribution réside également dans l'analyse de la stabilité, par la théorie des perturbations singulières, d'une approche de commande hiérarchique permettant la synthèse successive des lois de commande en position et en attitude.
Mod Lisation Et Commande Robuste Des Drones Miniature S
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Author : David Lara Alabazares
language : fr
Publisher:
Release Date : 2007
Mod Lisation Et Commande Robuste Des Drones Miniature S written by David Lara Alabazares and has been published by this book supported file pdf, txt, epub, kindle and other format this book has been release on 2007 with categories.
Cette thèse porte sur la conception de l'architecture informatique embarquée pour la commande de deux objets volants miniatures ou drones: un hélicoptère à quatre rotors et un avion. Les modèles dynamiques de chaque véhicule sont obtenus en utilisant la méthodologie de Newton-Euler prenant en compte les forces et moments aérodynamiques. Trois approches de commande sont utilisées pour le quadri-rotor, la première est linéaire et les deux autres sont non linéaires. Concernant l'avion, nous avons proposé seulement un contrôleur linéaire pour la stabilisation d'attitude. Les lois de commande non linéaires sont basées sur l'approche de Lyapunov appelée technique de saturations emboîtées. Un nouvel outil pour l'analyse de robustesse est présenté. Cet outil est basé sur l'approche de la caractérisation du value-set du modèle mathématique du système de commande en boucle fermée. Ce modèle mathématique est représenté par une fonction de transfert à paramètres intervalle. Pour le quadri-rotor, la marge de robustesse pour maintenir la stabilité dans le système de commande est calculée, en tenant en compte de l'incertitude paramétrique et du retard existant dans les actionneurs. Pour l'avion miniature, la propriété de stabilité absolue robuste est vérifiée prenant en compte seulement l'incertitude paramétrique. Dans les deux cas le value-set transforme le problème analytique en un problème du type numérique-graphique. La validation des lois de commande proposées pour chaque véhicule a été réalisée en utilisant la plate-forme expérimentale qui exécute les algorithmes en temps réel avec une bonne performance.
Contribution La Synth Se De Lois De Pilotage Et De Guidage Pour Les Minidrones
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Author : Antoine Drouin
language : fr
Publisher:
Release Date : 2012
Contribution La Synth Se De Lois De Pilotage Et De Guidage Pour Les Minidrones written by Antoine Drouin and has been published by this book supported file pdf, txt, epub, kindle and other format this book has been release on 2012 with categories.
Les applications mettant en oeuvre les minidrones ont connu un développement très rapide ces dernières années. Ces applications concernent pour beaucoup l'amélioration de notre cadre de vie et principalement de notre sécurité face à des aléas naturels pour lesquels de nouveaux moyens de surveillance ont besoin d'être mis au point. La plupart des missions confiées aux minidrones supposent la réalisation de trajectoires soit planifiées à l'avance, soit définies au fur et à mesure que de nouvelles informations sont disponibles. La qualité du suivi de trajectoire a d'importantes conséquences pour le succès de ces missions. L'objectif principal de cette thèse est de contribuer à la synthèse de lois de pilotage/guidage pour les minidrones présentant des performances améliorées sur un domaine de vol étendu et sur une panoplie de missions diversifiées. Ainsi les minidrones sont ici appréhendés comme des systèmes fortement non linéaires, très souvent naturellement instables, aux paramètres physiques partiellement connus et susceptibles d'être soumis à de fortes perturbations. Les travaux de cette thèse portent donc sur la synthèse de lois de commande non linéaire (commande non linéaire inverse, commande différentiellement plate, commande par \emph{Backstepping}) intégrant, dans le cadre de la commande adaptative, des processus d'apprentissage en ligne. Le principal cas d'étude considéré dans cette thèse est celui du guidage d'un minidrone de type quadrirotor qui présente des caractéristiques opérationnelles particulièrement intéressantes : atterrissage et décollage verticaux, capacité de vol stationnaire, grande manoeuvrabilité même à basse vitesse. Ainsi la dynamique de son vol a été modélisée et les propriétés mathématiques du modèle retenu ont été exploitées pour mettre au point la structure de commande dont les performances ont été évaluées par simulation sur une multitude de trajectoires de guidage.
Optimisation Et Impl Mentation De Lois De Commande Embarqu Es Pour La T L Op Ration De Micro Drones A Riens X4 Flyer
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Author : Nicolas Guenard
language : fr
Publisher:
Release Date : 2007
Optimisation Et Impl Mentation De Lois De Commande Embarqu Es Pour La T L Op Ration De Micro Drones A Riens X4 Flyer written by Nicolas Guenard and has been published by this book supported file pdf, txt, epub, kindle and other format this book has been release on 2007 with categories.
Suite à l'engouement général pour les drones de petite taille durant ces dernières années, ainsi qu'à l'amélioration récente des nouvelles technologies, le CEA a proposé en 2003 la mise au point d'un drone miniature facilement téléopérable et capable d'effectuer des missions de reconnaissance et d'inspection en intérieur. Le vecteur d'intervention choisi pour ce type de mission est un quadrirotor connu sous le nom de "X4-flyer", particulièrement bien adapté au vol quasi-stationnaire. Toutefois, connu des modélistes et déjà présent dans le commerce sous la forme d'un jouet, ce drone se révèle être extrêmement dur à piloter pour un individu n'ayant aucune expérience du modélisme. Dans cette thèse, nous proposons différents algorithmes, dont la majorité est embarquable, permettant le contrôle simple et intuitif de l'appareil à partir de consignes en vitesse de translation provenant de l'utilisateur. D'autres algorithmes basés sur la vision 3D et 2D déportés sur une station sol, sont présentés et permettent l'asservissement du drone en position au-dessus d'une cible située au sol. Pour ce faire, dans un premier temps nous nous intéressons à la compréhension des différents phénomènes aérodynamiques agissant sur le "X4-flyer" ainsi qu'à l'obtention d'un modèle dynamique du quadrirotor. Par la suite, un retour d'état ainsi qu'une loi de commande adaptative non linéaire, facilement implementable dans le calculateur embarqué et basée sur le précédent modèle, sont présentés. Ce contrôleur réalise le compromis de prendre en compte les non linéarités du modèle ainsi que la simplicité et la facilité d' implémentation qu'aurait un contrôleur de type PID. Enfin, des asservissements 3D du drone puis 2D prenant en compte la dynamique complète du "X4-flyer" sont mis en place. L'ensemble des parties théoriques abordées sont testées via des simulations, puis validées sur le prototype du CEA.
Du Pilotage D Une Famille De Drones Celui D Un Drone Hybride Via La Commande Adaptative
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Author : Yann Ameho
language : fr
Publisher:
Release Date : 2013
Du Pilotage D Une Famille De Drones Celui D Un Drone Hybride Via La Commande Adaptative written by Yann Ameho and has been published by this book supported file pdf, txt, epub, kindle and other format this book has been release on 2013 with categories.
Les micro-drones sont des aéronefs sans pilotes de dimensions inférieures à un mètre et de poids inférieur à deux kilogrammes. Ils se distinguent des aéronefs classiques pour plusieurs raisons : un cycle de développement plus court, un coût plus faible, leur facilité d'opération et des configurations de véhicules spécifiques. L'ensemble de ces points attendent une réponse spécifique dans le développement des lois de commandes. Cette thèse s'y intéresse à travers deux problématiques : la commande d'une famille de drones quadrirotors et celle d'un drone hybride. Une famille de drones représente un même concept de véhicule décliné en plusieurs tailles dont on peut faire varier la charge utile ou son emplacement. Les lois de commandes doivent assurer un même niveau de performances malgré ses modifications. Un drone hybride se caractérise par sa capacité à réaliser du vol stationnaire et du vol d'avancement. Ces deux modes de vol ont chacun une dynamique de vol spécifique à laquelle les lois de commandes doivent s'adapter. Cette thèse présente la modélisation de quadrirotors et d'un drone hybride puis détaille une approche de commande adaptative indirecte qui répond aux problèmes introduits. La commande adaptative permet de garantir à l'aide d'un correcteur unique les performances de commande pour de multiples systèmes. Les méthodes d'estimation de paramètres et de synthèse linéaire à paramètres variants du schéma de commande sont décrites, puis, finalement, des résultats d'essais en vol montrent l'apport et les limites de cette approche.
Modelisation Identification Et Commande D Un Robot Parallele
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Author : LOTFI.. BEJI
language : fr
Publisher:
Release Date : 1997
Modelisation Identification Et Commande D Un Robot Parallele written by LOTFI.. BEJI and has been published by this book supported file pdf, txt, epub, kindle and other format this book has been release on 1997 with categories.
CONTRAIREMENT AUX ROBOTS MANIPULATEURS PARALLELES A SIX DEGRES DE LIBERTE (DDL) PRESENTES DANS LA LITTERATURE QUI COMPORTENT 6 BRAS, L'ETUDE DEVELOPPEE PORTE SUR UNE STRUCTURE PARALLELE A 6-DDL ET UNIQUEMENT 3 BRAS. CETTE THESE SE COMPOSE EN TROIS PARTIES. UNE PREMIERE PARTIE EST CONSACREE A LA MODELISATION DU ROBOT. LES PARTICULARITES DES MODELES GEOMETRIQUES ET CINEMATIQUES COMPAREES A CEUX D'UNE ARCHITECTURE PARALLELE CLASSIQUE A 6-DDL AVEC 6 BRAS SONT PRESENTEES. ON MONTRE QUE LES PROBLEMES INVERSES ONT UNE SOLUTION ANALYTIQUE EXACTE. CEPENDANT, UNE PROCEDURE NUMERIQUE EFFICACE, EST PROPOSEE POUR RESOUDRE LES PROBLEMES DIRECTS. L'ETUDE CINEMATIQUE EST COMPLETEE PAR LA DETERMINATION DE L'ESPACE ATTEIGNABLE PAR L'ORGANE TERMINAL DU ROBOT DANS LAQUELLE LES CONTRAINTES GEOMETRIQUES INTERNES SONT PRISES EN COMPTE. ENFIN, L'APPROCHE LAGRANGIENNE EST UTILISEE POUR ETABLIR LE MODELE DYNAMIQUE DU ROBOT. UN NOMBRE REDUIT DE RELATIONS DE CONTRAINTES GEOMETRIQUES INDEPENDANTES EST OBTENU AFIN DE REDUIRE LE NOMBRE D'OPERATIONS LORS DE L'ELIMINATION DES MULTIPLICATEURS DE LAGRANGE DES EQUATIONS DU MOUVEMENT. LA SECONDE PARTIE TRAITE LE PROBLEME DE L'IDENTIFICATION DES PARAMETRES DYNAMIQUES STANDARDS ET MINIMAUX DU ROBOT. EN SE BASANT SUR CE RESULTAT, UN MODELE DYNAMIQUE MINIMAL ET OPTIMISE EST OBTENU. LA TROISIEME PARTIE EST CONSACREE A L'ETUDE DE LA COMMANDE DU ROBOT SPACE. POUR UN MODELE GLOBAL DU ROBOT QUI INCORPORE LA DYNAMIQUE DE LA PARTIE MECANIQUE ET CELLE GENERALEMENT NEGLIGEE DES ACTIONNEURS ELECTRIQUES, NOUS AVONS DEVELOPPE UNE LOI STABILISANTE EN TENSION. LA LOI DE COMMANDE EST TRAITEE EN CONSIDERANT UN ETAT PARTIELLEMENT (VITESSES) ET TOTALEMENT (VITESSES ET COUPLES) OBSERVES, MAIS SOUS L'HYPOTHESE D'UNE CONNAISSANCE PARFAITE DU MODELE. CE DERNIER EST SOUS FORME STANDARD PERMETTANT D'APPLIQUER LES TECHNIQUES DE PERTURBATIONS SINGULIERES. LA VALIDITE DE LA COMMANDE PROPOSEE EST OBTENUE EN UTILISANT L'APPROCHE PASSIVE. LES RESULTATS DE SIMULATION MONTRENT L'EFFICACITE DE LA DECOMPOSITION A DEUX ECHELLES DU TEMPS ET LA PERFORMANCE DU CONTROLEUR-OBSERVATEUR DESIGNE, AVEC UN BON SUIVI DE TRAJECTOIRE
Conception Mod Lisation Et Commande D Un Mini Drone Convertible
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Author : Duc Kien Phung
language : en
Publisher:
Release Date : 2015
Conception Mod Lisation Et Commande D Un Mini Drone Convertible written by Duc Kien Phung and has been published by this book supported file pdf, txt, epub, kindle and other format this book has been release on 2015 with categories.
There is a growing interest to design convertible aerial vehicles that can hover like helicopters and fly forward efficiently like airplanes. This thesis is devoted to the conception, modeling, and control of such a convertible mini-UAV (Unmanned Aerial Vehicle). The main contributions of this work are threefold. Firstly, we design a novel UAV structure by adding to each side of a quadrotor one wing that can rotate around an axis belonging to the propellers' plane. Our prototype has many advantages over existing convertible structures: simple mechanical concept since inspired by a classical quadrotor, flexibility for selecting different components (wings, propellers), flexibility for the control design, etc. Secondly, we provide an energy modeling of this type of convertible UAVs, taking into account their characteristics as compared to full-scale helicopters (large variation of aerodynamic forces, performance degradation at low Reynolds number, etc.). Finally, as for the control design, the degrees of freedom of the wings permit the decoupling between propellers and wings' orientations. This greatly enhances the control flexibility as compared to traditional aircraft. Relying on this feature, several control approaches are proposed. In particular, using a specific geometrical design, we show that an efficient control of our UAV can be obtained without air-velocity measurements. Simulation results confirm the soundness of our control design even in the presence of strong and varying wind. En route to validate the theory, a mechanical prototype of the UAV was constructed in our laboratory and preliminary flight tests were performed.