ARCHITECTURE ET UTILISATION de la Nacelle (NC10) · 2016-05-11 · Naelle de drone… 561 allée de...

Nacelle de drone…561 allée de Bellecour - 84200 Carpentras - France

Site : http://www.erm-automatismes.com - E-Mail : Contact@erm-automatismes.com - Tél : +33 (0)4 90 60 05 68 - Fax : +33 (0)4 90 60 66 26

ARCHITECTURE ET UTILISATION de la Nacelle (NC10)

Nacelle de drone…561 allée de Bellecour - 84200 Carpentras - France

Site : http://www.erm-automatismes.com - E-Mail : Contact@erm-automatismes.com - Tél : +33 (0)4 90 60 05 68 - Fax : +33 (0)4 90 60 66 26

MRoulis

TensionPhase 1

TensionPhase 2

TensionPhase 3

Ecarts

Viewer de la nacelle NC10

Consigne de position

en tangage et roulis

Mesures des

positions

Commandes moteurs

(PID)

Nacelle NC10

Asservissement d’un système sans réducteur et avec frottements très faibles

Nacelle de drone…561 allée de Bellecour - 84200 Carpentras - France

Site : http://www.erm-automatismes.com - E-Mail : Contact@erm-automatismes.com - Tél : +33 (0)4 90 60 05 68 - Fax : +33 (0)4 90 60 66 26

Fenêtreprincipale

Paramétrage de l’essai et des mesures

Choix des réponses à visualiser

Courbes

Valeursnumériques

Comment manipuler avec le viewer

Nacelle de drone…561 allée de Bellecour - 84200 Carpentras - France

Site : http://www.erm-automatismes.com - E-Mail : Contact@erm-automatismes.com - Tél : +33 (0)4 90 60 05 68 - Fax : +33 (0)4 90 60 66 26

QUELQUES MANIPULATIONS SIMPLES

POUR COMPRENDRE

la Nacelle (NC10)

Nacelle de drone…561 allée de Bellecour - 84200 Carpentras - France

Site : http://www.erm-automatismes.com - E-Mail : Contact@erm-automatismes.com - Tél : +33 (0)4 90 60 05 68 - Fax : +33 (0)4 90 60 66 26

L’intérêt de la boucle ouverte

En BOUCLE OUVERTE

La précision est excellente…

…même en changeant la masse embarquée sur la nacelle

La nacelle est REELLEMENT exploitable en BOUCLE OUVERTE

CONSIGNE : 20°

MRoulis

TensionPhase 1

TensionPhase 2

TensionPhase 3

20°

UN MODELE SIMPLE de la BO

Nacelle de drone…561 allée de Bellecour - 84200 Carpentras - France

Site : http://www.erm-automatismes.com - E-Mail : Contact@erm-automatismes.com - Tél : +33 (0)4 90 60 05 68 - Fax : +33 (0)4 90 60 66 26

Le comportement d’un moteur brushless en BO

CONSIGNES : échelon 15 ° - 20° - 25° - 30°

En BOUCLE OUVERTE

Autour de 25° la nacelle part à l’ « envers »

CONSIGNE : 0°

Le moteur à des « PAS » de fonctionnement c’est-à-dire plusieurs positions stables

Déplacement forcé de la caméra

Mesures de « sauts » de 51°

15° visé: ≈ 15° obtenu

20° visé : ≈ 20° obtenu

25° visé: ≈ -25° obtenu

30° visé: ≈ -20° obtenu

Saut d’un pas

Saut d’un pas

7 paires de pôles moteurs soit 360/7≈51°

Nacelle de drone…561 allée de Bellecour - 84200 Carpentras - France

Site : http://www.erm-automatismes.com - E-Mail : Contact@erm-automatismes.com - Tél : +33 (0)4 90 60 05 68 - Fax : +33 (0)4 90 60 66 26

La mesure du comportement d’un moteur « nu »

Utilisation d’un banc de mesure Motion Lab

(Identification de caractéristiques moteur)

Identification des « pas » de 51°

Les mesures sur un moteur montrent un comportement particulier

Mesure du couple en fonction de l’angle

Nacelle de drone…561 allée de Bellecour - 84200 Carpentras - France

Site : http://www.erm-automatismes.com - E-Mail : Contact@erm-automatismes.com - Tél : +33 (0)4 90 60 05 68 - Fax : +33 (0)4 90 60 66 26

Le modèle du moteur brushless en BO

CONSIGNE : 0°et action extérieure (la main)

Identification des « sauts » de 51°

CONSIGNE :Identification fréquentielle du moteur

Diagramme de Bode du moteur

Le moteur possède un comportement particulier

Nacelle de drone…561 allée de Bellecour - 84200 Carpentras - France

Site : http://www.erm-automatismes.com - E-Mail : Contact@erm-automatismes.com - Tél : +33 (0)4 90 60 05 68 - Fax : +33 (0)4 90 60 66 26

L’intérêt de l’asservissement

CONSIGNE : 20°

En BOUCLE OUVERTE :

20° mais par rapport à quoi?

P: 1700 - I=1000 - D=300

En BOUCLE FERMEE :

20° par rapport à l’ « horizon »

BO

BF

20°

Inclinaison du drone recréée

Inclinaison du drone recréée

20°

La notion d’ASSERVISSEMENT et la notion de mesure RELATIVE / ABSOLUE

Nacelle de drone…561 allée de Bellecour - 84200 Carpentras - France

Site : http://www.erm-automatismes.com - E-Mail : Contact@erm-automatismes.com - Tél : +33 (0)4 90 60 05 68 - Fax : +33 (0)4 90 60 66 26

Asservissement moteur brusless avec centrale inertielle

CONSIGNE : 20°

P: 1700 - I=0 - D=0

20°

La précision est mauvaise…… un intégrateur est nécessaire.

En BOUCLE FERMEE

UN MODELE SIMPLE de la BF

+-

La précision nécessite un intégrateur

L’asservissement d’un MOTEUR BRUSHLESS est bien différent d’un moteur CC…

20° visé

9.4° obtenu

𝐾

1 + 𝑎. 𝑝 + 𝑏. 𝑝²

𝐾𝑐

𝐾𝑝

Nacelle de drone…561 allée de Bellecour - 84200 Carpentras - France

Site : http://www.erm-automatismes.com - E-Mail : Contact@erm-automatismes.com - Tél : +33 (0)4 90 60 05 68 - Fax : +33 (0)4 90 60 66 26

Influence du tangage sur le roulis

CONSIGNE : tangage sinus d’amplitude 50°

Roulis: interrupteur moteur couplé

P: 800 - I=1500 - D=300

20°

En BOUCLE FERMEE

L’axe de tangage engendre un mouvement sur l’axe de roulis

L’axe libre (roulis) est impacté pseudo sinusoïde d’amplitude 5°

Nacelle de drone…561 allée de Bellecour - 84200 Carpentras - France

Site : http://www.erm-automatismes.com - E-Mail : Contact@erm-automatismes.com - Tél : +33 (0)4 90 60 05 68 - Fax : +33 (0)4 90 60 66 26

ARCHITECTURE ET UTILISATION de la Nacelle (NC10)

+ MODULE VIDEO (NC15)

Nacelle de drone…561 allée de Bellecour - 84200 Carpentras - France

Site : http://www.erm-automatismes.com - E-Mail : Contact@erm-automatismes.com - Tél : +33 (0)4 90 60 05 68 - Fax : +33 (0)4 90 60 66 26

y

CN

α

YN

yc

MRoulis

TensionPhase 1

TensionPhase 2

TensionPhase 3

Image vue par la

caméra

y

Cible mobile

Calcul de l’écart Y

Reconnaissance d’image

Flux vidéo

Génération de la

commande en tangage

Application de suivi vidéo

Nacelle de drone…561 allée de Bellecour - 84200 Carpentras - France

Site : http://www.erm-automatismes.com - E-Mail : Contact@erm-automatismes.com - Tél : +33 (0)4 90 60 05 68 - Fax : +33 (0)4 90 60 66 26

ParamétrageRéglages vidéo et

suivi de cible

Identification par analyse des couleurs

Exploitation des résultats

Courbes Valeursnumériques

Comment manipuler avec le viewer vidéo

Fenêtre "cible"

Deux écrans sont souhaitables:• le premier pour gérer les

paramètres;• le second, face à la caméra,

pour afficher la fenêtre "cible"

Nacelle de drone…561 allée de Bellecour - 84200 Carpentras - France

Site : http://www.erm-automatismes.com - E-Mail : Contact@erm-automatismes.com - Tél : +33 (0)4 90 60 05 68 - Fax : +33 (0)4 90 60 66 26

QUELQUES MANIPULATIONS SIMPLES

POUR COMPRENDRE

la Nacelle (NC10)

+ MODULE VIDEO (NC15)

Nacelle de drone…561 allée de Bellecour - 84200 Carpentras - France

Site : http://www.erm-automatismes.com - E-Mail : Contact@erm-automatismes.com - Tél : +33 (0)4 90 60 05 68 - Fax : +33 (0)4 90 60 66 26

CONSIGNE : SUIVI

Observation du retard

(qui dépend de la fréquence)

Le suivi vidéo répond au client en gardant la cible sur l’axe de visée de la caméra

MRoulis

TensionPhase 1

TensionPhase 2

TensionPhase 3

CIBLE : « SINUS VERTICAL »

L’asservissement vidéo

Nacelle de drone…561 allée de Bellecour - 84200 Carpentras - France

Site : http://www.erm-automatismes.com - E-Mail : Contact@erm-automatismes.com - Tél : +33 (0)4 90 60 05 68 - Fax : +33 (0)4 90 60 66 26

CONSIGNE : SUIVI

Observation du retard

L’asservissement vidéo peut prendre ou non en compte le gyroscope

MRoulis

TensionPhase 1

TensionPhase 2

TensionPhase 3

CIBLE :

« Echelon VERTICAL »

L’asservissement direct ou combiné

Asservissement DIRECT

Asservissement COMBINÉ

Asservissement direct

Asservissement combiné

Gyro

Nacelle de drone…561 allée de Bellecour - 84200 Carpentras - France

Site : http://www.erm-automatismes.com - E-Mail : Contact@erm-automatismes.com - Tél : +33 (0)4 90 60 05 68 - Fax : +33 (0)4 90 60 66 26

CONSIGNE : 0°(aucun mouvement

pas de suivi)

Le capteur « caméra » et son conditionneur ne sont pas neutres dans la qualité de suivi

CIBLE : « SINUS VERTICAL »

La caméra et la reconnaissance d’image

Observation:- le centre de gravité de la cible est en retard

- Des imprécisions semblent exister

Le retard est un temps constant dépendant du traitement de l’image

320

370

420

470

520

570

620

670

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3

Ordonnée cible Yc (pixels) Ordonnée CdG YG (pixels)

Les imprécisions veulent venir de la reconnaissance d’image ou/et de l’écran…

Nacelle de drone…561 allée de Bellecour - 84200 Carpentras - France

Site : http://www.erm-automatismes.com - E-Mail : Contact@erm-automatismes.com - Tél : +33 (0)4 90 60 05 68 - Fax : +33 (0)4 90 60 66 26

aucun mouvement (pas de suivi)

Algorithme d’acquisition vidéo (mode lent):- 0,03 s (rapide)

- 0,1 s- 0,3 s

L’échantillonnage de la mesure doit être suffisant pour un pilotage cohérent (th de shannon)

CIBLE : « SINUS VERTICAL – Période 0,32 s »

L’influence de l’échantillonnage de la mesure

La caméra peut même ne pas voir bouger la cible…

La sinusoïde est dégradée par l’échantillonnage