Commande d'un drone en vue de la conversion vol rapide - vol stationnaire

• Main Author: Poinsot, Damien
• Language: FRE
• Published: Ecole nationale superieure de l'aeronautique et de l'espace 2008
• Subjects: [SPI:AUTO] Engineering Sciences/Automatic; drone; automatique; pilotage; dynamique du vol
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00441083; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/44/10/83/PDF/THESE_Damien_Poinsot_Rev1.pdf; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/44/10/83/PDF/couverture.pdf

A l'heure actuelle, de nombreux projets d'utilisation de drones s'intéressent à la capacité des véhicules à alterner des phases de vols lentes et des phases de vol rapides. Cela permet entre autre, de traiter une plus grande diversité de missions que celles pouvant être accomplies par des avions conventionnels (approche de bâtiments, évolution en milieu urbain, prises de vue). Cette thèse s'intéresse à la commande de ce type de vecteur, avec l'application au VERTIGO, drone de type VTOL a rotors contrarotatifs et volets déflecteurs de flux. Sur la base d'une campagne en soufflerie, un modèle dynamique et cinématique a été développé. Les modèles obtenus ont permis d'étudier et de piloter l'engin sur un large domaine de vol (du vol stationnaire au vol d'avancement rapide). L'observation du comportement dynamique a conduit au choix de deux structures de pilotages pour couvrir toute l'enveloppe de vol ; une structure de pilotage à gains statiques auto séquencés de type retour d'´états longitudinaux et latéraux pour le vol d'avancement ; et une structure hiérarchique axe par axe pour le vol stationnaire et pseudo stationnaire, proche de ce qui peut être utilisé pour le pilotage des hélicoptères. Des outils d'analyse de robustesse (tel que la μ-analyse) sont utilisés pour prouver la stabilité de la boucle fermée tout au long des trajectoires en vol d'avancement. Un simulateur non linéaire a été développé pour implémenter les lois, analyser le comportement de l'engin durant la phase de transition et a permis une étude sur la génération de trajectoire optimale. Les algorithmes de pilotages ont ´et´e implant´es sur le calculateur embarqué et une campagne d'essais en vol indoor est également présentée.