Asservissement d'un Drone (Quadricoptère)

[Etno42]

@PA5CAL : Pour la sécurité. OK MERCI !!

Il y en a de nombreux, et comme mon propos est précisément de dire qu'il ne faut pas encore t'en occuper parce que tu prends le problème à l'envers, il me semble inutile de t'en faire une liste. Mais à titre d'exemple, as-tu entendu parler des filtres de Kalman ?

Un membre de l'équipe s'y penche déjà dessus. Il est d’ailleurs en train de lire un livre entier sur le sujet.

Je me doutais que vous n'alliez pas l'utiliser durant une tempête, mais cela n'exclut pas qu'il puisse y avoir quelques courants d'air.

Temps calme uniquement. On va déjà commencer en intérieur. (Dans une grande pièce, sans obstacle, filets etc. )

Ça fait un peu comme si, pour réparer un tracteur, je te demandais de me « conseiller » sur le choix des boulons : « faut-il un diamètre de 11 ou de 13 ? » sans évidemment rien préciser par ailleurs.

Je te demanderais simplement : "Quelles pièces doit traverser le boulon ?" Si une info manque ici, ce n'est pas forcément qu'on ne la connais pas. Alors que si tu me demandes des infos qui te sembles essentielles ( et je suis conscient qu'il y en a un paquet) et bien déjà, il y a une piste d'amélioration.

Pour exemple :

On veut tenir en position horizontale, en gérant l'inclinaison par la vitesse des moteurs.

MIRACLE ! Il aura fallu attendre le post #18 pour obtenir la première information utile !

Tu vois qu'on y arrive

On commence par une étude mécanique sérieuse, on précise la commande à automatiser, ensuite on fait une étude standard de l'asservissement, puis on le fabrique et on passe aux réglages.

Le prototype est déjà monté et tout marche. Nous, on doit le faire "voler", enfin avoir un vol stationnaire pour commencer.

Mais alors ne comptez pas forcément réussir (le système copié ne vous conviendra peut-être pas), et prévoyez de casser quelques appareils avant d'atteindre un résultat acceptable.

Le challenge est là

@Daniel100 :

Vous avez combien de temps pour cette réalisation ?

4 mois environ

@hulk69 :

Juste a titre d'information est ce que vous savez ce qu'est un PID?

Oui, sans être un expert hein, mais oui on sait de quoi il s'agit.
D'ailleurs on réfléchie sur le problème du dépassement. Si le quad, ou plutôt les moteurs doivent se battre entre eux pour stabiliser la structure, là il y a problème. Vient alors la questions du célèbre trio : Précision / Stabilité / Rapidité.

@calculair : Merci pour les liens / infos
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[PA5CAL]

Tu vois qu'on y arrive

Ce que je vois surtout, c'est qu'on est très loin d'une situation qui justifierait que tu poses des question sur ton asservissement sur un forum consacré à l'électronique.

Si une info manque ici, ce n'est pas forcément qu'on ne la connais pas. Alors que si tu me demandes des infos qui te sembles essentielles...

On ne va certainement pas passer un millier (ou un million ?) de posts à tenter de vous tirer les vers du nez pour faire tout le début du projet à votre place, afin d'arriver à la partie qui concerne ce pour quoi ce forum est fait.

Quand ton collègue aura fini de lire son gros bouquin et que vous aurez un cahier des charges fonctionnel pour l'asservissement qui tienne la route, il sera toujours temps de repasser pour poser de véritables questions sur des points précis plutôt que de partir à la pêche miraculeuse aux renseignements comme tu le fais en ce moment.

[Etno42]

Ce que je vois surtout, c'est qu'on est très loin d'une situation qui justifierait que tu poses des question sur ton asservissement sur un forum consacré à l'électronique.

Un peu élitiste ce Mr PA5CAL. Merci quand même.

[invite71a6c60d]

voila un exemple de PID mise en place bien expliqué...

Apres si vous voulez qu'on vous aide il va falloir que vous nous montriez le code source sinon ca va pas etre possible

[PA5CAL]

Un peu élitiste ce Mr PA5CAL. Merci quand même.

Peut-être élitiste, mais le problème n'est pas là.

Au stade actuel de ton projet, on est encore bien loin de pouvoir parler d'électronique.

Par ailleurs, le forum n'a pas pour vocation d'accueillir des discussions sur des sujets ouverts. On est là pour donner des coups de main ponctuels, en répondant à des questions précises, posées par des gens qui réalisent le plus gros du travail. On n'est pas là pour faire les devoirs scolaires à la place des étudiants.

Ici, en matière d'aide scolaire, la règle c'est :
1) tu nous montres ce que tu as fait
2) tu nous indiques où se situe ton problème
3) tu poses ta question
4) on te répond, éventuellement en demandant de préciser certains points.

Or, vous n'en êtes qu'au début de votre projet, vous n'avez pas encore de question suffisamment précise à formuler (hormis celles auxquelles j'ai répondu par une fin de non recevoir justifiée), et vous attendez que les solutions vous tombent tout cuit dans le bec sans presque rien dire du sujet.

Et si c'est un cours sur l'aéronautique ou un cours sur les asservissements qu'il vous faut, alors vous n'êtes pas à la bonne adresse. Un forum n'est pas fait pour ça.

[Etno42]

Peut-être élitiste, mais le problème n'est pas là.

Au stade actuel de ton projet, on est encore bien loin de pouvoir parler d'électronique.

Par ailleurs, le forum n'a pas pour vocation d'accueillir des discussions sur des sujets ouverts. On est là pour donner des coups de main ponctuels, en répondant à des questions précises, posées par des gens qui réalisent le plus gros du travail. On n'est pas là pour faire les devoirs scolaires à la place des étudiants.

Ici, en matière d'aide scolaire, la règle c'est :
1) tu nous montres ce que tu as fait
2) tu nous indiques où se situe ton problème
3) tu poses ta question
4) on te répond, éventuellement en demandant de préciser certains points.

Or, vous n'en êtes qu'au début de votre projet, vous n'avez pas encore de question suffisamment précise à formuler (hormis celles auxquelles j'ai répondu par une fin de non recevoir justifiée), et vous attendez que les solutions vous tombent tout cuit dans le bec sans presque rien dire du sujet.

Et si c'est un cours sur l'aéronautique ou un cours sur les asservissements qu'il vous faut, alors vous n'êtes pas à la bonne adresse. Un forum n'est pas fait pour ça.

Excuse moi de ne pas avoir ton niveau intellectuel Mr PA5CAL, libre à toi de passer ton chemin. L’intérêt principal d'un forum, c'est de répondre uniquement si on a envie de répondre. Si c'est pour étaler sa science, et rabaisser les autres, ça sert à rien.
Si tu estimes ce topic inutile, je ne vois pas l'intérêt de répondre.

Je ne demande à personne de faire mon travail. J'ai dis ce que j'avais et ce que je savais, je voulais juste savoir ce qu'il étais possible de faire.

Cordialement quand même !

@hulk69 : on est en train de coder.

[PA5CAL]

1) Je trouve ce projet dangereux. Et votre amateurisme n'arrange rien.


2) Si je t'indiques que tu mets la charrue avant les bœufs et que ta façon de procéder dans ta recherche de solution est incorrecte, et pourquoi, c'est déjà une aide précieuse. J'en connais de moins brouillons que toi dans la façon de gérer un projet technique qui se sont fait virer pour bien moins que ça. Alors il serait temps que tu redresses la barre avant d'entrer dans la vie active. C'est d'ailleurs l'un des buts de ces projets proposés dans les écoles.

Et comme on est sur un forum de partage (et pas sur le chat personnel d'Etno42), même si tu as décidé de ne pas tirer parti de mes commentaires, ils profiteront certainement à ceux, dans la même situation que toi, qui liront le sujet plus tard.


3) On est bien obligé de faire un peu la police, en rappelant des principes simples aux petits nouveaux qui ignorent les règles de nos communautés. Sans quoi les forums deviendraient très vite un véritable bazar, illisibles pour les futurs lecteurs à cause d'une multiplication des discussions sans rapport avec les intitulés des rubriques.

L'intérêt principal du forum électronique, c'est de répondre à des questions d'électronique, en quelques dizaines de lignes. Et en qualité de demandeur nouvellement inscrit, tu es certainement le plus mal placé pour donner des leçons quant à la façon d'y participer.


Alors si ton travail consiste à réaliser l'asservissement en position d'un quadricoptère (si j'ai bien compris), dis-nous quel est ton problème, montre-nous ce que tu as déjà réalisé (même s'il ne s'agit pour l'instant que de la partie théorique), et pose des questions précises sur les points qui t'empêchent d'avancer. Si tu n'es pas encore en mesure de le faire, attend d'avoir avancer sur la question, et repasse plus tard.

Et tout le reste n'a pas sa place ici.

[JPL]

Le message initial devait être dans Programmation. Je l'ai passé en Électronique car il contenant cette phrase :

Je code en C pour l'inclure en microcontrôleur.

On ne savait d'ailleurs pas quel microcontrôleur, ce qu'il recevait en entrée et ce qu'il devait piloter en sortie, ni comment il était interfacé. En fait le problème n'est ni de la programmation, ni de l'électronique (c'est bien trop tôt pour arriver à ce stade) mais un problème de gestion de projet.

[invitee6f0086a]

Très sincèrement, vous ne pourrez jamais arriver à une telle réalisation en 4 mois.

En 2005 et 2006, je m’y suis cassé les dents, mais bon, je ne suis pas un crack, mais je me débrouille quand même. J’aurais au moins référencé tous les problèmes à résoudre, et je peux te dire que c’est du très costaux. Depuis, il y a des circuits dédiés, c’est plus simple à réaliser, mais ça reste quand même du très lourd.

Vers 2003 2004 le DGA (Direction Générale pour l’Armement) avait organisé un concours auprès de toutes les écoles d’ingénieurs avec une aide de 500000 euros pour 20 projets, afin de réaliser ce genre d’appareil. Ce concours avait était réitéré une autre fois, car manque de résultat, pour arriver au bout de deux ans à un appareil pas très stable, mais ils étaient sur la bonne voie, la preuve le drone Parrot.

Bref, des méga passionnés compétents en ont bien bavés sur deux ans pour quand même arriver à quelque chose de sympa, mais avec encore des soucis de stabilités.

Alors en 4 mois, en partant de zéro … aïe aïe

Message amical bien sûr,

[calculair]

Bonjour,

daniel100 a tout à fait raison.

Le problème est délicat.

La difficulté est de prendre en compte les erreurs de tous les capteurs qui s'accumulent avec le temps.

Il faut ajouter les aspects de stabilité de tous les asservissements, mais ce domaine est le plus facile à maitriser.

Les filtres de kalman dans le processus d'asservissement limitent les dérives des capteurs et permet d'être plus précis dans le processus.

Cependant il existe je crois dans le commerce des modules qui ont en internes les logiciels que vous voulez écrire, je vous conseille de les utiliser pour vous familiariser a leur comportement
et aux contraintes du vol.

En supposant que vous maitrisez les principes des boucles d'asservissement, je vous conseille de bien comprendre les principes du filtrage de kalman.

voila un lien pour apprécier le problème : http://paparazzi.enac.fr/papers_2006..._paparazzi.pdf

Ce que je sais sur le sujet, il n'est pas évident que la solution décrite ici soit la dernière retenue...

[Etno42]

@daniel100 @calculair : En voila des Postes Intéressants !

@daniel100

Message amical bien sûr

Y'a pas de soucis. C'est juste qu'il y en a un qui me gonfle avec son blabla

On va essayer et on va tout faire pour le faire voler, même si le challenge est tendu je vous l'accorde.
Pour le filtre de kalman, c'est assez hard oui, on s'y plonge dedans ! Merci pour le lien !

[invite71a6c60d]

desole oublie de mettre le lienL

http://www.ferdinandpiette.com/blog/...-avec-arduino/

[invitedb781f5d]

Bonsoir,

Merci pour vos réponses. Je souhaiterais préciser que nous souhaiterions réaliser l'asservissement et non utiliser un capteur/module/... pour contrôler l'asservissement et cela pour deux raisons :
- le coût : un module supplémentaire risque d'augmenter le coût global du drone (même si le prix peut-être raisonnable)
- l'expérience acquise : en effet il est plus intéressant de tenter de faire l'asservissement plutôt que d'assembler des modules ensembles comme des legos et regarder le résultat.

Cependant je note l'idée que nous exploiterons éventuellement plus tard.

Si vous avez d'autres idées sur les différentes méthodes d'asservissement pouvant exister (testées ou non) je suis à l'écoute. Pour l'asservissement de la stabilité du drone nous travaillons uniquement sur les données que nous envoie le gyroscope et non un système plus ou moins prédictif (prendre en compte l'état du capteur et la ou les dernières valeurs envoyées aux moteurs pour définir l'état futur des moteurs). Pour cela nous devons déterminer les différentes actions mécaniques s'appliquant sur le drone (gravité et force des pales principalement).

Si vous souhaitez avoir plus de détails ou d'informations il suffit de demander

Merci encore pour vos idées.

[invite092cb13c]

Bonjour
À mon avis, toi et tes collegues devraient monter un arducopter http://copter.ardupilot.com/
L'avantage c'est que cela vole à coup sur. Tout est open source et donc modifiable. On peut le piloter avec une radio classique, mais aussi avec un joystick sur un PC ou une tablette avec Android planner, c'est le "Guided Mode" et enfin il y a un mode "Auto" qui fait un vol completement seul. Il y a de la télémétrie ce qui permet d'analyser le vol et de controler que tout ce passe bien en temps reel.

Il y a aussi du travail pour regler les centaines de parametres et en particulier les PID bien que sur les nouvelles versions il y a un mode "Autotune", que je dois tester ce weekend, on decolle le drone, on passe en "Autotune" le quadri fait une sorte de danse de Saint-Guy et les PID sont reglés de façon optimum.

Il ne faut pas prendre à la légere les conseils de prudence de PA5CAL car les drones c'est tres dangereux. Dans mon club nous sommes trois à faire du quadri avec entre 20 et 30 ans de modelismes derriere nous. Il a faiilit nous arriver un accident quand un collegue avec un arducopter, aprés un vol, ramene son quadri dans la cabane à coté de son PC pour terminer la liaison de télémétrie. Par distraction il coupe l'emetteur avant de débrancher l'accu, l'arducopter en a déduit que c'etait une perte de signal HF et est parti en RTL (Return To Launch) il a donc décoller, on etait quatre penché sur lui on est donc pas passer loin de se faire egorger. Le RTL n'est pas allé très loin car il n'a pas réussi à passer à travers le toit de la cabane, une fois les hélices cassées, il a à nouveau tenté de nous occire à la descente.
En conclusion prudence, prudence et encore prudence.

@PA5CAL ne t'en fait pas un quad de 1.5kg ne levera pas 6kg, déja qu'avec une camera et une gimbal cela limite l'autonomie. Pour l'info, un magasin de modelisme à organisé un concours le "Beerlift" http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/beerlift.asp les participants soulevent plus de 6kg mais pas longtemps, 5s, et il faut voir comment.

Gilles

[invitedb781f5d]

Merci pour ton aide gedonet.

J'ai déjà entendu parler d'arducopter cependant notre but n'est pas de construire un drone pour qu'il vole à tout prix mais plutôt de comprendre le fonctionnement du drone et de le maîtriser (mis à part les capteurs). Cela nous permet de faire plus de technique et moins de copié-collé. Cependant je pense qu'on peut s'inspirer des codes d'asservissement d'arducopters pour réaliser le nôtre sur le microcontrolleur PIC.

Encore merci pour votre aide.

[PA5CAL]

... plutôt de comprendre le fonctionnement du drone et de le maîtriser

C'est très certainement par là qu'il faut commencer.

Il vous faut découvrir la mécanique du vol particulière à ce type d'engin, d'abord dans le principe, puis plus précisément en mettant en équations son comportement (ressortez vos cours de physique).

L'étape suivante consiste à trouver la valeur des différents paramètres de ces équations en effectuant des mesures sur votre appareil réel.

Si l'étude complète de conception de l'asservissement ne paraît à votre portée, trouver et adapter un système existant qui fonctionne déjà bien sur des appareils présentant des équations identiques avec des paramètres dans les mêmes ordres de grandeur, serait certainement une alternative acceptable.

Bien évidemment, il est important d'avoir conscience de ce que vous faites. Mais si vous vous efforcez à comprendre le fonctionnement et découvrir les raisons de la conception du système que vous reproduisez (plutôt que faire un bête copier-coller sans regarder ce qu'il y a dedans), vous verrez que le reverse engineering est éminemment formateur.

Enfin, il y aura la phase de réglage. La plus dangereuse. Celle-ci sera facilitée si vous utilisez un système auto-réglable ou auto-adaptatif, comme celui décrit plus haut par gedonet.


Pour ne pas être en reste, j'en remets une couche sur la sécurité :

Ce que vous concevez, ce n'est ni plus ni moins qu'un robot volant.

Et dans la réalité, les robots ne sont pas assez intelligents et sensitifs pour se conformer aux trois lois d'Azimov.

En d'autres termes, les robots sont avant tout des tueurs imprévisibles potentiels, dont les pulsions sont dictées par les erreurs de conception, les malfaçons et les dysfonctionnements matériels et logiciels. S'ils en ont la force, ils peuvent s'autodétruire, endommager ce qui l'entoure, blesser ou tuer les êtres vivants à proximité, sans préavis et sans état d'âme.

On se prémunit habituellement de ce danger en limitant la puissance, le couple et la vitesse des actionneurs, ou en circonscrivant leur zone d'évolution.

Mais pour les robots volants, ces limitations sont fixées souvent bien trop haut par la nécessité de pouvoir voler, et la zone d'évolution effective est beaucoup plus difficile à maîtriser qu'avec un robot terrestre. Alors gare !

[invitedb781f5d]

Bonjour,

Merci pour ta réponse PA5CAL.

Il est évident que si nous reprenons un code existant nous allons tenter de le comprendre afin de l'adapter et de l'optimiser pour notre cas.
Pour augmenter la sécurité lors des tests nous allons mettre en place sous peu un système permettant de maintenir le drone sous contrôle (en le tenant au travers d'un bâton coulissant, cela permet de le garder ni trop près ni trop loin de la personne qui tient le drone et qui permet de limiter sa zone d'action). Nous envisageons d'acheter un filet de protection pour les derniers tests et éventuellement les premières présentations.
De plus il est évident que nous ne pousserons pas les moteurs à leur maximum si cela n'est pas nécessaire (nécessaire pour voler).

Ce que nous cherchons donc c'est :
- des codes ou algorithmes (en C ou dans un autre langage) qui nous permettraient d'avancer sur l'asservissement de l'assiete
- des méthodes ou formules permettant de comprendre et modéliser le fonctionnement du drone.

Merci à tous pour votre participation.

[invite092cb13c]

Bonjour

Je n'ai pas très bien compris ton systeme de sécurité pour les tests, voila une bonne méthode: http://www.youtube.com/watch?v=aq1jXHMiJgg le quadri doit être entre 0.5 et 1 m pour ne pas être dans "l'effet de sol"

Gilles

[invitedb781f5d]

Bonjour à tous,

Il est vrai que je n'ai pas forcément été clair dans mon dernier message. Ce que nous souhaitons faire c'est un système composés de deux éléments dont l'un sera attaché au drone et l'autre sera tenu à la main. Les deux pièces pourront coulisser afin que le drone ait un semblant d'autonomie mais il y aura un cran d'arrêt pour limiter son champ d'action et rectifier sa trajectoire si besoin.
Concernant ta vidéo de banc de test nous y avions déjà pensé mais nous ne pouvons pas forcément effectuer tous les tests avec. Dans tous les cas nous l'utiliserons pour faire les premiers tests.

Encore merci pour ta réponse et passez tous de bonnes vacances et de bonnes fêtes de fin d'année.