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Directeurs de thèse: Rogelio LOZANO Isabelle FANTONI-COICHOT Présenté par TA Duc Anh 1.

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1 Directeurs de thèse: Rogelio LOZANO Isabelle FANTONI-COICHOT Présenté par TA Duc Anh 1

2 2

3 3

4 Deux systèmes de coordonnées : : le repère fixe dans lespace : le repère attaché au corps Equations cinématiques: : Matrice de rotation : Vitesse angulaire du repère par rapport au repère Singularité lorsque 4

5 5

6 3.1 Forces et Couples Aérodynamiques 3.2 Actionneur 3.3 Structure mécanique 6

7 Equations de mouvement : Force et couple issus des actionneurs Avion Convertible 7

8 Hypothèses: La traînée négligeable force aérodynamique fournie par la déflection des gouvernes aucun vent latéral Vitesse de flux dair issue des hélices 8

9 Théorème de Bernoulli : 9 gouverne rotor

10 10

11 Angle de dérive 11 PortanceTrainée

12 : masse volumique de lair : vitesse de lair : surface de référence sur laile : coefficient de portance Portance : 12

13 Traînée: : coefficient de traînée : coefficient constant de la traînée parasite Couple de Tangage : 13

14 14 Chemin du vol longitudinal - Décollage et atterrissage autonome - Stabilisation - Vol vertical semi-autonome - Transition - Vol horizontal manuel

15 15

16 16 Définition :

17 17 Point d'équilibre asymptotique stable Point d'équilibre instable

18 Générateur de trajectoire - Stabilisation: - Vol vertical semi-autonome: - Décollage et atterrissage autonome - Transition - Vol horizontal manuel 18 Une simple trajectoire – le profil trapézoïdal de vitesse

19 19 Trajectoire de la position désirée et adaptée (sans dépassement )

20 Figure 1 - Chemin du vol longitudinal Figure 2 - Altitude 20

21 Figure 1 - Vitesse sur l'axe x Figure 2 - Vitesse sur l'axe z Figure 3 - Angle de tangage Figure 4 - Vitesse de rotation de tangage 21

22 Figure 1 - Angle d'attaque Figure 2 - Dans la période du vol horizontal Figure 3 - Gouverne de l'aile principale Figure 4 - Vitesse de rotation de chaque rotor 22

23 Stabilisation 23 Angle de tangage

24 Système Embarqué 24 Station Sol ZigBee 2.4GHz IEEE Pilote dsPIC33FJ256GP710 (Microchip) 2.4GHz Récepteur Ultrason SRF08 Central Inertielle 3DM-GX3-25 (Microstrain) Driver I2C YGE30i (2x) BLDC moteur BOOSTER L (2x) Servo Moteur (3x) PPM PPM: Pulse Position Modulation I2C: Inter Integrated Circuit UART: Universal Asynchronous Receiver Transmitter DMA : Direct Memory Access CAN : Controller Area Network I2C UART - DMA I2C UART - DMA PPM Modules Supplémentaires CAN

25 Système Embarqué 25 La station sol a été écrite en Visual C++, elle permet dafficher à laide de graphiques tous les états du drone (sils sont disponibles) : consignes de lattitude et laltitude, angles actuels dEuler, vitesses angulaires, vitesses de rotation des moteurs (ainsi que leur consigne), altitude actuelle, angles des ailerons et du gouvernail. Toutes ces données sont sauvegardées et horodatées dans un fichier lisible par Matlab afin de pouvoir redessiner les graphes de chaque essai. La station sol permet aussi de changer tout de suite les gains des lois de commandes embarquées, et de les sauvegarder dans la mémoire du microcontrôleur.

26 Résultats expérimentaux 26

27 Résultats expérimentaux 27 Décollage Autonome

28 Résultats expérimentaux 28 Atterrissage Autonome

29 Résultats expérimentaux 29 Perturbation des couples

30 Résultats expérimentaux 30 Rotation de langle de lacet 360°

31 31 TempsObjectif Principal 7/2010Test du vol horizontal manuel. 8/2010 Test complet sur une trajectoire de vol : Décollage, vol vertical, transition vers lhorizontale, vol horizontal, transition vers la verticale et atterrissage. 6/2010 – 8/2011 Concevoir et tester un nouveau prototype : Un avion de configuration classique auquel on installe 4 rotors qui ont la possibilité de pivoter. Au décollage, les 4 rotors fonctionnent comme un quadri-rotor et pendant la transition les rotors sont basculés vers lavant pour propulser lavion /2011 Rédaction de la thèse et soutenance DIFFICULTES RENCONTREES : Une difficulté importante est que nous navons pas un bon pilote pour tester le vol horizontal, ces tests sont effectués par nous-mêmes. PUBLICATIONS EFFECTUEES [1]. Duc Anh Ta, Isabelle Fantoni, Rogelio Lozano: Modeling and Control of a Convertible Mini-UAV, soumis à « IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems 2010 »

32 Merci de votre attention 32

33 33 Avion Convertible Stabilisation du vol stationnaire

34 34 Chemin du vol longitudinal Résultats: Vol stationnaire est achevé. Le vol horizontal et la transition sont en cours de réaliser. Difficultés rencontrées : Une difficulté importante est que nous navons pas un bon pilote pour tester le vol horizontal, ces tests sont effectués par nous-mêmes.


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