Planification et Commande robustes d'hélicoptères sans pilote à bord

par The hung Pham

Projet de thèse en Automatique

Sous la direction de Yasmina Bestaoui et de Saïd Mammar.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de Sciences et Technologies de l'Information et de la Communication , en partenariat avec IBISC - Informatique, Biologie Intégrative, & Systèmes Complexes (laboratoire) , SIMOB : Systèmes Intelligents, MOdélisation et Biologie (equipe de recherche) et de université d'Evry-Val-d'Essonne (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-10-2016 .


  • Résumé

    Les engins volants de tous types connaissent une utilisation de plus en plus large dans le domaine civil. On peut notamment citer la surveillance des ouvrages d'art, la surveillance du trafic routier, la douane et l'ensemble des missions dans les milieux dits hostiles (sites nucléaires, feux, sites pollués). La technologie connait une certaine maturité, mais les missions réalisées sont souvent préalablement programmées ou sont télé-opérées, elles s'adaptent relativement peu et de façon autonome à la situation de terrain. L'objectif de cette thèse est de réaliser la modélisation, la planification et la commande d'un robot aérien de type hélicoptère pour la surveillance de grandes étendues. Une plate-forme aéroportée stationnaire est privilégiée du fait de son évolution à faible vitesse et de sescapacités de vol stationnaire. La dynamique des hélicoptères est fortement non linéaire et nécessite des techniques de modélisation, planification et de commandes évoluées. Le robot aérien embarque des moyens de localisation et de perception qui lui permettent d'une part de réaliser les manoeuvres en mode automatique ou télé-opéré et d'autre part de recueillir les mesures nécessaires définies dans le cadre de la mission, mesures qui peuvent évoluer au cours de la mission. L'approche proposée est d'explorer les techniques de modélisation, planification et de commande par les techniques de type TAKAGI-SUGENO.Nous privilégions la synthèse d'observateurs et de commandes robustes LPV d'ordre réduit afin de disposer d'algorithmes facilement implantable et adaptables aux variations de paramètres et conditions d'utilisation. La seconde partie de thèse concernera l'automatisation du vol en présence de perturbations aérologiques communes en expérimentation extérieure. Une méthode permettant de faire de la planification et de la re-planification de trajectoires en fonction des données aérologiques devra être proposée. Le programme prévu est le suivant : - Modélisation LPV et identification de paramètre sur prototype. - Définition de scénarios types de missions. -Proposition de méthodes de planification -Synthèse de lois de commande, évaluation en simulation. - Proposition d'algorithmes de planification et évaluation en simulation. - Test sur prototype. - Extension pour une flottille d'hélicoptère

  • Titre traduit

    Robust planning and control of unmanned helicopters


  • Résumé

    Flying vehicles are used increasingly in the civil domain. These uses include monitoring of bridges, road traffic monitoring, customs and all the missions in so-called hostile environments (nuclear sites, fires, contaminated sites). Technology knows a certain maturity, but the missions are often previously programmed or are remotely operated, they should adapt autonomously to field situation. The objective of this thesis is to realize modeling, planning and control of an unmanned helicopter robot for monitoring large areas. A stationary airborne platform is preferred because of its evolution at low speed and its hovering capabilities. The dynamics of the helicopter are highly nonlinear and require advanced methods of modeling techniques, planning and control. Aerial robots embark locating means and perception that allow it to carry a share of the maneuvers in automatic or remotely operated and also collect the necessary actions identified in the framework of the mission, measureswhich may change during the mission. The proposed approach is to explore the modeling techniques, planning and control by Takagi-Sugeno typetechnique. We favor the synthesis of observers and robust orders reduced order LPV order to have easily implantable algorithms and adaptable to changes in parameters and conditions of use. The second part will concern thesis automation of flight with aerological disturbances in outdoor experimentation. One method of making the planning and re-planning trajectories depending on air data must be proposed. The planned program is: - Modeling and LPV identification parameter prototype. - Definition of types of mission scenarios. -Proposition of a Planning method -Synthesis Control laws, assessment simulation. - Proposed algorithms for planning and evaluation in simulation -Test prototype -Extension for helicopter team