Asservissement du Drône¶

Cette partie consiste à établir un code permettant de stabiliser le drone. La partie a été sous-divisé en deux.

Asservissement en altitude

Développement du code permettant d'utiliser le sonar

Asservissement en x et y

Cette partie a pour but d'être intégrer au micro-contrôleur et au simulateur. Elle constitue une partie centrale du projet permettant de simuler le comportement du drone dans un environnement virtuel, ainsi que la liaison entre une tablette Androïd, les moteurs et le sonar.

Asservissement en altitude¶

Pour établir la première partie de ce code, nous avons dû travailler sur un tableur et simuler le comportement en Z du drone en fonction de la force exercée. Les premières simulations grâce au tableur se portait sur le décollage et la stabilisation.

Les coordonnées en y correspondent à l'altitude en mètre et les coordonnées en x correspondent au temps en millisecondes.

Ce schéma a été réalisable en prenant en compte en maximum de paramètres permettant une approche la plus proche de la réalité.

Masse

Consigne d'altitude et altitude réel

Différents coefficients au niveau des moteurs

Le force a appliqué à l'instant t

Accélération et la vitesse à l'instant t

En établissant le code, nous avons voulu éviter approche trop simpliste, consistant à mettre une poussé maximum tant que la consigne d'altitude n'est pas atteinte, et à couper les "gaz" lorsque l'altitude est atteinte ou dépassé. Cette solution facile à réaliser aurait poser un réel problème. Le drone aurait eu un comportement difficile à maitriser car il aurait effectuer des oscillations.

Pour contrer cette problématique, nous avons mis en place un code utilisant des dérivés. Le calcul de la force a appliqué prend au final en compte, la différence entre la consigne d'altitude et l'altitude réelle, l'évolution de l'erreur, ainsi que l'accélération et la vitesse à un moment t.

La formule appliqué pour calculer la force à appliquer à un moment x est celle-ci.

Force actuelle à appliquer = Force appliqué à l'instant t-1 * (Gain proportionnel * Différence entre la consigne d'altitude et l'altitude) + (Gain dérivé * Différence entre l'erreur d'altitude réel à t et l'erreur d'altitude à t-1)

Détail : On prend en considération la force appliquée précédemment et l'évolution de l'erreur d'altitude en fonction de cette force appliquer.
Cela a pour but de diminuer la force et par conséquence, de limiter l'accélération. Le drone s'élevant, va ralentir sa vitesse jusqu'à atteindre l'altitude visée. De cette manière, le drone va limiter sa monté en altitude au dessus de l'altitude visée. Le drone n'aura plus qu'à appliquer une force plus ou moins constante (dans la théorie) pour compenser le poids (P = m * 9,81) et le rendre immobile en altitude.