Modélisation et identification pour mini-drones aériens convertibles

Modelling and identification for convertible unmanned aerial vehicles

• Auteur / Autrice : Alexandre Letalenet
• Direction : Pascal Morin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Robotique
• Date : Soutenance le 16/02/2022
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences mécaniques, acoustique, électronique et robotique de Paris
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des systèmes intelligents et de robotique (Paris ; 2009-....)
• Jury : Président / Présidente : Nazih Mechbal
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Mokrane Boudaoud, Henry de Plinval, Faïz Ben Amar
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Baptiste Mouret, Pedro Castillo-García

Mots clés

Mots clés contrôlés

Hélices (aéronautique)

Systèmes de commande (vol)

Systèmes embarqués (informatique)

Drones

Mots clés libres

Drone

Convertible

Robotique

Identification

Modélisation

Aéronautique

UAV

Modelling

Identification

Résumé

Les drones convertibles sont une architecture de drone capable de passer d'un mode de vol avion à un mode de vol de type coptère. Cela leur confère une polyvalence pour la réalisation de missions nécessitant à la fois des manœuvres agiles à basse vitesse et la couverture de grandes distance ou une bonne endurance de vol. Ces capacités de transition amènent des problématiques spécifiques, notamment liées aux grands angles d'attaque et à la variation importante de vitesse. La thèse a pour objectif de développer des modèles pour les mini-drones aériens convertibles ayant vocation à être intégrés dans des boucles de contrôle-commande. Pour cela, deux modèles sont proposés: un modèle des hélices, et un modèle des ailes. Une fois les modèles formulés, on se propose de les identifier à partir de données issues de vols d'essai. Les thématiques expérimentales et notamment l'estimation, qui permet de générer les données nécessaires à l'identification du modèle, sont également abordées.

Convertible UAVs are a UAV architecture capable of switching from an aircraft flight mode to a copter flight mode. This gives them versatility for missions requiring both agile low-speed maneuvers and long-range coverage or good flight endurance. The conversion between flight modes brings specific issues, in particular related to the large angles of attack and the important speed variation. The objective of the thesis is to develop models for convertible aerial mini-UAVs to be integrated in control loops. For that, two models are proposed: a propeller model, and a wing model. Once the models are formulated, we propose to identify them from test flights data. The experimental related topics and in particular the estimation, which is necessary in order to generate the data used within the identification procedure of the model are also approached.