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«Commande et observateur non linéaires robustes appliqués à un robot volant quadrotor» par Abdellah Mokhtari

Présentée par : Mr Abdellah MOKHTARI Discipline : Robotique Laboratoire : LISV

Résumé :
Les robots volants miniatures sont d’un grand intérêt pour la recherche actuelle, vue la variété de domaines dans lesquels ils peuvent être utilisés : on peut citer le domaine de surveillance du trafic urbain, la reconnaissance, la surveillance des forêts et aussi l’intervention dans des environnements hostiles pour l’homme. L’automatisation de leur vol, s’appuie fortement sur un facteur prépondérant qui est la localisation précise de l’engin par rapport à son environnement. Les systèmes de navigation miniaturisés (GPS, INS, capteur d’altitude, caméras etc.) sont actuellement suffisamment performants permettant une bonne localisation de l’engin volant et une bonne stabilisation de son vol. Dans ce travail nous avons développé des lois
de commande non linéaires utilisant des observateurs par mode glissant d’ordre un ou d’ordre supérieur appliquées à un quadrotor. Les observateurs en question ont été utilisés afin de reconstruire les variables non mesurables nécessaires à la commande et d’estimer en ligne les effets des perturbations extérieures au robot volant. Afin d’améliorer la robustesse du système vis-à-vis des erreurs de modélisation, du bruit de mesure et des perturbations extérieures (vents), deux commandes robuste ont été proposées. La première est une commande robuste linéaire avec observateur et la seconde est une commande nonlinéaire robuste avec observateur nonlinéaire.
Les résultats obtenus sont très satisfaisants.

Abstract:

Quadrotor Unmanned aerial vehicles are being used more and more in civilian applications such as monitoring of traffic, recognition and surveillance vehicles, search and rescue operations They are highly capable to flown without an on-board pilot. UAVs have unmatched qualities that make them the only effective solution in specialized tasks where beyond normal human endurance is required, or where human presence is not necessary. Because of a fully autonomous operation and faster dynamics which lead to a difficult control design to obtain a satisfactory level of performance, a systematic study of the UAV dynamics representation seems to be necessary. Their successful application depends on their level of controllability and flying qualities. The Navigation System (GPS,INS,inclinometer,... ) is widely used as one component in guidance, navigation, and control systems. to calculate position and orientation of the Quadrotor. In this work a feedback linearization controller combined with a sliding mode observer
is applied to quadrotor. The observer is used to reconstruct the unmeasured state necessary for the outer loop controller. A wind estimator is added to constitute an original concept with minimum sensors. To improve robustness of Quadrotor, a non linear robust controller based observer is proposed taking into account uncertainties, disturbances and noise measurement.

Informations complémentaires
Yesmina BESTAOUI, Maître de Conférences, Habilitée à Diriger des Recherches, à l’Université d’Evry/Laboratoire IBISC - Evry - Rapporteur
Hamel TAREK, Professeur des Universités, à I’Université de Nice Sophia Antipolis/Laboratoire d’Informatique de Signaux et Systèmes - Sophia Antipolis - Rapporteur
Abdelaziz BENALLEGUE, Professeur des Universités, à l’Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines/Laboratoire d’Ingénierie des Systèmes de Versailles (LISV) - Velizy - Directeur de thèse
Pierre BLAZEVIC, Professeur des Universités, à l’Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines/Laboratoire d’Ingénierie des Systèmes de Versailles (LISV) - Velizy - Examinateur
Fridman LEONID, Professeur des Universités, à l’Université Nationale Autonome de Mexico/Faculté d’Ingénierie - Mexico (Mexique) - Examinateur
Orlov YURI, Professeur Associé, au Centre d’Etudes Supérieures de la Recherche Scientifique de San Diego - San Diego (Mexique) - Examinateur

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