Thèse soutenue

Modélisation et commande robuste des drones miniature[s] : Conception de l'architecture embarquée

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Auteur / Autrice : David Lara Alabazares
Direction : Rogelio Lozano-Leal
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Technologies de l'information et des systèmes
Date : Soutenance en 2007
Etablissement(s) : Compiègne

Résumé

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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.