Projet de standardisation du P.A. de drone

1. Projet de standardisation du P.A. de drone Objectifs: Définir le sujet Décrire l'état du projet Comprendre le fonctionnement du PA Définir des objectifs et établir un échéancier

2. Objectif principal Définir le sujet A partir des études sur la Drénalyne et le Maxi Kiool, créer et développer un PA standard implantable simplement sur une famille de Drones

3. Concept de famille de drone Définir le sujet Similitude en terme de calculateur, de propulsion (un moteur à hélice à l’avant) de capteurs, de gouvernes (ici, deux ailerons et pas de gouverne de direction) d’actionneurs et d’objectifs de vol

4. Définir le sujet • Permettre le maintient du drone en vol en palier stabilisé • Permettre le maintient du drone en virage stabilisé Les objectifs de vol

5. Définir le sujet • La portabilité du PA: • Automatisation au niveau de l’implantation des coefficients, • facilité de modification • Systématisation dans l’ajustement des gains => Développement d’une interface, avec des données standardisées entre le Pocket PC et la simulation • Le Calculateur • Nombre limité d’entrées • Calculs en virgules fixes Les contraintes

6. Etat du projet La Drénalyne • PIR 2001: • Essais soufflerie • PEI Master CSE 2003: • Suite Essais Soufflerie + premiers pas • PFE 2003: C. Widow • Améliorations et premiers essais. • PEI Master CSE 2004: • Améliorations (Amortissement de la phugoïde) mais non testé en vol

7. Etat du projet Le Maxi Kiool • Travail 2A 2004: • Essais Soufflerie, mesures des divers coefficients. Lois de pilotage • PIR 2A 2004: • Conception et fabrication du lanceur

8. Etat du projet Données disponibles: • 2 PA pour Drénalyn : • Sans amortissement Phugoïde • Avec amortissement Phugoïde (non testé) • 1 PA pour maxi Kiool (non testé)

9. Le fonctionnement du P.A. • Capteurs : • 3 Accéléromètres (x,y,z) • 3 gyromètres (p,q,r) • Pression Statique • Pression Dynamique • GPS • Estimateurs: • Hauteur , Dérapage • Assiette , Pente

10. Le fonctionnement du P.A. • 2 actionneurs: • 1 par Aileron • Difficulté: On ne dispose pas de retour sur la position des ailerons => nécessité d'une pré commande • 1 moteur

11. Le fonctionnement du P.A. Les enjeux du P.A. • Lister les paramètres de vol déterminables (avec les protocoles associés) • Déterminer le rôle des paramètres dans chaque partie des commandes de vol et mesures d’états • Etablir un programme de transcription automatique des coefficients en un fichier contenant l’ensemble des paramètres du P.A. (gains, matrices des filtres…) selon un abaque de lieu des racines fixé (amortissement fixés…) • Fichier sorti directement lisible par le P.A. implanté sur le Pocket PC

12. Le fonctionnement du P.A. • Que mesurent les Capteurs • Les Accéléromètres : • Les Gyroscopes: • P • Q • R • GPS • latitude, • Longitude • Ps, Pd

13. Le fonctionnement du P.A. • Estimation de la vitesse • Modèle: V= Gain * Pression Dynamique • Estimation de la hauteur • Modèle: H= Gain * Pression Statique

14. Le fonctionnement du P.A. • Estimation de l’inclinaison • Modèle

15. Le fonctionnement du P.A. • Estimation du dérapage • Modèle

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

17. Le fonctionnement du P.A. • Estimation de la pente • Modèle

18. Le fonctionnement du P.A. • Estimation de l’inclinaison(Méthode non mis en œuvre) • Modèle Vol en palier Virage Stabilisé

19. Le fonctionnement du P.A. • Estimation de l’assiette (n’est pas mis en œuvre) • Modèle

20. Definir les paramètres • Equilibre Longitudinal (Paramètres)

21. Définir les paramètres • Equilibre latéral, roulis lacet

22. Définir les paramètres • Gain des Capteurs • PS, PD, GPS • Gyroscopes • Accéléromètres • Fonction de transfert du moteur • Gain des actionneurs • Débattement Max des actionneurs

23. Définir les paramètres • Gain des lois de commandes • Boucle longitudinale • Gain Intégral Vitesse • Gain proportionnel Vitesse • FINIR INVENTAIRE DES PARAMETRE DEPENDANT DE L AVION DANS LES LOIS DE COMMANDES…. • DANS LES ESTIMATEURS , KALMANN ? , + PRECOMMANDE

24. Lois de Commandes (Latéral)

25. H1 H2 boucle de cap  _cons K1 Cap mag _cons P Avion ailerons Cap GPS États latéral dérive _cons 0 K2 boucle de dérapage Lois de Commandes (Latéral)

26. boucle d’altitude h Avion poussée PI h_cons États longi profondeur u_cons P u boucle de vitesse Lois de Commandes (Longitudinal Widow)

27. Lois de Commandes (Longitudinal + phugoïde) Gain de transfert entre vitesse et hauteur

28. Protocole de mise en oeuvre • Création d’un procédure de développement du P.A. d’un drone (protocoles de détermination des coefficients, utilisation de l’interface) • Mise en place d’une procédure d’essai (réservation du terrain, implémentation…)

29. Echéancier • Fin Novembre: Premier essais pour déterminer la base du modèle d’asservissement • Mi Janvier: détermination de toutes les entrées variables dépendantes du modèle de drone • Mi février: Fin de la conception du programme de gestion du modèle drone (interface d’entrée des valeurs et d’ajustement de paramètres) • Début Mars: validation de l’interface par un essai en vol de la nouvelle Drénaline (avec nouveau corps, nouveau moteur…) pour validation