Projet de standardisation du P.A. de drone

Projet de Projet de standardisation du standardisation du

P.A. de droneP.A. de drone

Objectifs:Objectifs:► Définir le sujetDéfinir le sujet► Décrire l'état du projetDécrire l'état du projet► Comprendre le fonctionnement du PAComprendre le fonctionnement du PA► Définir des objectifs et établir un Définir des objectifs et établir un échéancieréchéancier

A partir des études sur la Drénalyne et A partir des études sur la Drénalyne et le Maxi Kiool, le Maxi Kiool, créer et développercréer et développer un PA standard implantable un PA standard implantable simplement sur une famille de Dronessimplement sur une famille de Drones

Définir le sujetDéfinir le sujet

Objectif principalObjectif principal

Similitude en terme de calculateur, de Similitude en terme de calculateur, de propulsion (un moteur à hélice à propulsion (un moteur à hélice à l’avant) de capteurs, de gouvernes l’avant) de capteurs, de gouvernes (ici, deux ailerons et pas de gouverne (ici, deux ailerons et pas de gouverne de direction) d’actionneurs et de direction) d’actionneurs et d’objectifs de vold’objectifs de vol


Concept de famille de droneConcept de famille de drone


►Permettre le maintient du drone en Permettre le maintient du drone en vol en palier stabilisévol en palier stabilisé

►Permettre le maintient du drone en Permettre le maintient du drone en virage stabilisévirage stabilisé

Les objectifs de volLes objectifs de vol


► La portabilité du PA: La portabilité du PA: Automatisation au niveau de l’implantation des Automatisation au niveau de l’implantation des

coefficients,coefficients, facilité de modificationfacilité de modification Systématisation dans l’ajustement des gainsSystématisation dans l’ajustement des gains

=> Développement d’une interface, avec des => Développement d’une interface, avec des données standardisées entre le Pocket PC et la données standardisées entre le Pocket PC et la simulationsimulation

► Le CalculateurLe Calculateur Nombre limité d’entréesNombre limité d’entrées Calculs en virgules fixesCalculs en virgules fixes

Les contraintesLes contraintes

Etat du projetEtat du projet

PIR 2001:PIR 2001:►Essais soufflerieEssais soufflerie

PEI Master CSE 2003: PEI Master CSE 2003: ►Suite Essais Soufflerie + premiers pasSuite Essais Soufflerie + premiers pas

PFE 2003: C. WidowPFE 2003: C. Widow►Améliorations et premiers essais.Améliorations et premiers essais.

PEI Master CSE 2004: PEI Master CSE 2004: ►Améliorations (Amortissement de la phugoïde) Améliorations (Amortissement de la phugoïde)

mais non testé en volmais non testé en vol

La DrénalyneLa Drénalyne


Travail 2A 2004:Travail 2A 2004:►Essais Soufflerie, mesures des divers Essais Soufflerie, mesures des divers

coefficients. Lois de pilotagecoefficients. Lois de pilotage

PIR 2A 2004:PIR 2A 2004:►Conception et fabrication du lanceurConception et fabrication du lanceur

Le Maxi KioolLe Maxi Kiool


2 PA pour Drénalyn :2 PA pour Drénalyn :►Sans amortissement PhugoïdeSans amortissement Phugoïde►Avec amortissement Phugoïde (non testé)Avec amortissement Phugoïde (non testé)

1 PA pour maxi Kiool (non testé)1 PA pour maxi Kiool (non testé)

Données disponibles:Données disponibles:

Le fonctionnement du P.A.Le fonctionnement du P.A.

►Capteurs : Capteurs : 3 Accéléromètres (x,y,z)3 Accéléromètres (x,y,z) 3 gyromètres (p,q,r)3 gyromètres (p,q,r) Pression Statique Pression Statique Pression DynamiquePression Dynamique GPSGPS

►Estimateurs: Estimateurs: Hauteur , DérapageHauteur , Dérapage Assiette , PenteAssiette , Pente


►2 actionneurs:2 actionneurs: 1 par Aileron1 par Aileron Difficulté:Difficulté: On ne dispose pas de retour On ne dispose pas de retour

sur la position des ailerons sur la position des ailerons => => nécessité d'une pré commandenécessité d'une pré commande

►1 moteur1 moteur


► Lister les paramètres de vol déterminables (avec les Lister les paramètres de vol déterminables (avec les protocoles associés)protocoles associés)

► Déterminer le rôle des paramètres dans chaque partie Déterminer le rôle des paramètres dans chaque partie des commandes de vol et mesures d’étatsdes commandes de vol et mesures d’états

► Etablir un programme de transcription automatique des Etablir un programme de transcription automatique des coefficients en un fichier contenant l’ensemble des coefficients en un fichier contenant l’ensemble des paramètres du P.A. (gains, matrices des filtres…) selon paramètres du P.A. (gains, matrices des filtres…) selon un abaque de lieu des racines fixé (amortissement un abaque de lieu des racines fixé (amortissement fixés…)fixés…)

► Fichier sorti directement lisible par le P.A. implanté sur le Fichier sorti directement lisible par le P.A. implanté sur le Pocket PCPocket PC

Les enjeux du P.A.Les enjeux du P.A.

Le fonctionnement du P.A.Le fonctionnement du P.A.► Que mesurent les CapteursQue mesurent les Capteurs

Les Les AccéléromètresAccéléromètres : :

Les Gyroscopes:Les Gyroscopes:► PP► QQ► RR

GPS GPS ► latitude,latitude,► LongitudeLongitude

Ps, PdPs, Pd


► Estimation de la vitesseEstimation de la vitesse Modèle: V= Gain * Pression DynamiqueModèle: V= Gain * Pression Dynamique

► Estimation de la hauteurEstimation de la hauteur Modèle: H= Gain * Pression StatiqueModèle: H= Gain * Pression Statique


► Estimation de l’inclinaisonEstimation de l’inclinaison ModèleModèle


► Estimation du Estimation du dérapagedérapage ModèleModèle

Le fonctionnement du P.A.Le fonctionnement du P.A.► Estimation de la pente Estimation de la pente (non mis en œuvre)(non mis en œuvre)

ModèleModèle


► Estimation de la penteEstimation de la pente ModèleModèle


► Estimation de l’inclinaisonEstimation de l’inclinaison (Méthode non mis en (Méthode non mis en œuvre)œuvre)

ModèleModèle

Vol en palierVol en palier

Virage StabiliséVirage Stabilisé


► Estimation de l’assiette Estimation de l’assiette (n’est pas mis en œuvre)(n’est pas mis en œuvre) ModèleModèle

Definir les Definir les paramètresparamètres

► Equilibre Equilibre Longitudinal Longitudinal (Paramètres)(Paramètres)

Définir les paramètresDéfinir les paramètres

► Equilibre latéral, roulis Equilibre latéral, roulis lacetlacet


► Gain des CapteursGain des Capteurs PS, PD, GPSPS, PD, GPS GyroscopesGyroscopes AccéléromètresAccéléromètres

► Fonction de transfert du moteurFonction de transfert du moteur

► Gain des actionneursGain des actionneurs► Débattement Max des actionneursDébattement Max des actionneurs


► Gain des lois de commandesGain des lois de commandes Boucle longitudinaleBoucle longitudinale

►Gain Intégral VitesseGain Intégral Vitesse►Gain proportionnel VitesseGain proportionnel Vitesse

►FINIR INVENTAIRE DES PARAMETRE DEPENDANT DE FINIR INVENTAIRE DES PARAMETRE DEPENDANT DE L AVION DANS LES LOIS DE COMMANDES…. L AVION DANS LES LOIS DE COMMANDES….

►DANS LES ESTIMATEURS , KALMANN ? , + DANS LES ESTIMATEURS , KALMANN ? , + PRECOMMANDE PRECOMMANDE

Lois de Commandes (Latéral)Lois de Commandes (Latéral)

bf lateral

phi consigne

beta

deltal

deltan

precommandelateral

phi (rad)delta l

delta n

beta

r

p

phi

bo lateral

beta

r

p

phi

deltalr

deltanr

Correcteurlateral

Beta (rad)

Lois de Commandes (Latéral)Lois de Commandes (Latéral)

_cons

_cons

_cons

K1

P

boucle de cap

boucle de dérapage

0

Étatslatéral

Avion

ailerons

dérive

Capmag

K2

H1

H2

CapGPS

Lois de Commandes Lois de Commandes (Longitudinal (Longitudinal Widow)Widow)

h_cons

u_cons

h

u

PI

boucle d’altitude

boucle de vitesse

Étatslongi

Avion

profondeur

poussée

P

Lois de Commandes Lois de Commandes (Longitudinal + (Longitudinal + phugoïde)phugoïde)

Gain de transfert entre vitesse et hauteur

Protocole de mise en oeuvreProtocole de mise en oeuvre

► Création d’un procédure de développement Création d’un procédure de développement du P.A. d’un drone (protocoles de du P.A. d’un drone (protocoles de détermination des coefficients, utilisation de détermination des coefficients, utilisation de l’interface)l’interface)

► Mise en place d’une procédure d’essai Mise en place d’une procédure d’essai (réservation du terrain, implémentation…)(réservation du terrain, implémentation…)

EchéancierEchéancier► Fin Novembre: Premier essais pour déterminer la Fin Novembre: Premier essais pour déterminer la

base du modèle d’asservissementbase du modèle d’asservissement► Mi Janvier: détermination de toutes les entrées Mi Janvier: détermination de toutes les entrées

variables dépendantes du modèle de dronevariables dépendantes du modèle de drone► Mi février: Fin de la conception du programme de Mi février: Fin de la conception du programme de

gestion du modèle drone (interface d’entrée des gestion du modèle drone (interface d’entrée des valeurs et d’ajustement de paramètres)valeurs et d’ajustement de paramètres)

► Début Mars: validation de l’interface par un essai Début Mars: validation de l’interface par un essai en vol de la nouvelle Drénaline (avec nouveau en vol de la nouvelle Drénaline (avec nouveau corps, nouveau moteur…) pour validationcorps, nouveau moteur…) pour validation

Documents

Projet de standardisation du P.A. de drone