Sujet de Thèse
Titre :
Commande à modèle restreint d'un drone convertible de type « corps basculant »
Dates :
2023/10/16 - 2026/10/15
Etudiant :
Encadrant(s) :
Autre(s) encadrant(s) :
CONDOMINES Jean-Philippe (jean-philippe.condomines@enac.fr)
Description :
Au cours des différents projets réalisés par l'ENAC et le CRAN, est apparue la nécessité de réfléchir à l'élaboration de lois de pilotage robustes pour drone dit à « corps basculant ». Cette structure de drone propose la possibilité d'atterrir et de décoller
verticalement mais aussi de faire une transition vers un vol de longue durée, à très haute vitesse, ce qu'aucune configuration standard de drone, qu'elle soit à voilure fixe ou quadrirotor, ne permet de faire à l'heure actuelle. Les drones convertibles de type «
corps basculant » (tilt-body) offrent l'avantage de ne pas recourir à des parties articulées à bord, sources de poids et de fragilité. La conception optimale de drones à corps basculant, pose toutefois deux difficultés majeures. La première est celle des
performances aérodynamiques de l'engin qui résultent d'un compromis entre deux phases de vol très différentes : les phases stationnaires et d'avancement. On doit soigneusement dimensionner le drone pour trouver le meilleur compromis entre ces deux
phases. Le second défi est d'assurer une transition sûre et maitrisée entre les deux phases de vol. Ce dernier point, que nous traiterons durant cette thèse, nécessite d'étudier de très près les qualités de robustesse et de précision des lois de pilotage. En effet, il
ne suffit pas de passer d'un mode vertical au mode horizontal comme on franchit un ruisseau, le plus vite possible. Il faut être en mesure de rester en équilibre stable dans les phases intermédiaires en raison du fait que le drone doit pouvoir voler en conditions
de vent latéral. C'est le concept de « transition équilibrée » qui n'est possible que grâce l'utilisation de lois de commande sophistiquées.
L'objectif de cette thèse est double. 1) Évaluer en simulation les performances d'une commande dite à modèle restreint associant platitude et CSM (Commande Sans Modèle) pour un drone convertible de type « corps basculant ». Ainsi, après une étape de
recherche bibliographique, le travail se focalisera d'une part sur la prise en main d'un modèle existant de drone convertible codé en Matlab/Simulink ; et d'autre part sur l'implémentation et l'évaluation des performances de la commande produite permettant
de faire naviguer le drone. 2) En vol réel, avec des drones développés en interne à l'ENAC, évaluer les performances des commandes proposées. Plusieurs configurations de vols associées à différents types de perturbations seront considérées.
verticalement mais aussi de faire une transition vers un vol de longue durée, à très haute vitesse, ce qu'aucune configuration standard de drone, qu'elle soit à voilure fixe ou quadrirotor, ne permet de faire à l'heure actuelle. Les drones convertibles de type «
corps basculant » (tilt-body) offrent l'avantage de ne pas recourir à des parties articulées à bord, sources de poids et de fragilité. La conception optimale de drones à corps basculant, pose toutefois deux difficultés majeures. La première est celle des
performances aérodynamiques de l'engin qui résultent d'un compromis entre deux phases de vol très différentes : les phases stationnaires et d'avancement. On doit soigneusement dimensionner le drone pour trouver le meilleur compromis entre ces deux
phases. Le second défi est d'assurer une transition sûre et maitrisée entre les deux phases de vol. Ce dernier point, que nous traiterons durant cette thèse, nécessite d'étudier de très près les qualités de robustesse et de précision des lois de pilotage. En effet, il
ne suffit pas de passer d'un mode vertical au mode horizontal comme on franchit un ruisseau, le plus vite possible. Il faut être en mesure de rester en équilibre stable dans les phases intermédiaires en raison du fait que le drone doit pouvoir voler en conditions
de vent latéral. C'est le concept de « transition équilibrée » qui n'est possible que grâce l'utilisation de lois de commande sophistiquées.
L'objectif de cette thèse est double. 1) Évaluer en simulation les performances d'une commande dite à modèle restreint associant platitude et CSM (Commande Sans Modèle) pour un drone convertible de type « corps basculant ». Ainsi, après une étape de
recherche bibliographique, le travail se focalisera d'une part sur la prise en main d'un modèle existant de drone convertible codé en Matlab/Simulink ; et d'autre part sur l'implémentation et l'évaluation des performances de la commande produite permettant
de faire naviguer le drone. 2) En vol réel, avec des drones développés en interne à l'ENAC, évaluer les performances des commandes proposées. Plusieurs configurations de vols associées à différents types de perturbations seront considérées.
Département(s) :
| Contrôle Identification Diagnostic |
