Loi de commande Backstepping avec barrière pour la poursuite de trajectoire d’un drone

Adel, Khadhraoui (2023). Loi de commande Backstepping avec barrière pour la poursuite de trajectoire d’un drone. (Mémoire de maîtrise). Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue. Repéré dans Depositum à https://depositum.uqat.ca/id/eprint/1557

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Résumé

Depuis une dizaine d’années maintenant, les drones de type quadrotor prennent une place grandissante dans le domaine civil. Le quadrotor est parmi les drones multi-rotors les plus connus dans la recherche, en raison de la simplicité de sa structure, son faible coût, et sa capacité d’effectuer des vols stationnaires, et d’atterrir et décoller verticalement. Malgré une complexité moindre de cet engin, la commande d’un tel système nécessite une attention particulière, puisque ce système est fortement non linéaire, multi-variable, couplé et sous actionné. Bien que la modélisation et la commande des quadrotors aient été largement étudiées, il reste encore à améliorer leur fiabilité pour une utilisation plus étendue. Ce travail porte sur la modélisation et la conception d’une loi de commande non linéaire d’un drone de type quadrotor afin de poursuivre une trajectoire de référence bien définie. En se basant sur des fonctions de Lyapunov avec barrière, on construit des lois de commandes non linéaires qui respectent les contraintes liées au modèle du drone et empêchent le système de sortir de certaines zones de l’espace d’état. Les barrières sont des limites qui sont imposées sur les variables de sortie du système. La commande non linéaire basée sur les fonctions avec barrière possède l’avantage majeur de respecter les contraintes physiques liées au modèle. Cependant, cette commande n’est pas robuste face aux incertitudes paramétriques et les perturbations externes, une loi d’adaptation est ajoutée pour donner une robustesse face à cet effet. Pour atteindre ces objectifs, un modèle dynamique du quadrotor selon la méthode de Newton-Euler a été développé. Ensuite, une conception de la commande basée sur le théorème de Lyapunov et les fonctions avec barrière est réalisée. Afin de surmonter le problème des incertitudes paramétriques, on va ajouter une loi d’adaptation qui estime les paramètres inconnus et qui garantit leur convergence vers leurs valeurs respectives, sans affecter le bon fonctionnement de système, notamment la stabilité du système. Des simulations numériques sont effectuées sur MATLAB/Simulink pour illustrer les résultats théoriques des commandes élaborées pour le problème de poursuite de trajectoires du drone.

Type de document:	Thèse ou mémoires (Mémoire de maîtrise)
Directeur de mémoire/thèse:	Saad, Mohamad
Mots-clés libres:	Engin volant, Quadrotor, Drone, Commande non linéaire, Fonction avec Barrière, Lyapunov, Commande adaptative, Robustesse, Contraintes symetriques et asymétriques, Poursuite de trajectoire.
Divisions:	Génie > Maîtrise en génie électrique
Date de dépôt:	15 avr. 2024 13:56
Dernière modification:	15 avr. 2024 13:57
URI:	https://depositum.uqat.ca/id/eprint/1557

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