Bounded attitude control of rigid bodies: Real-time experimentation to a quadrotor mini-helicopter

International audienceA quaternion-based feedback is developed for the attitude stabilization of rigid bodies. The control design takes into account a priori input bounds and is based on nested saturation approach. It results in a very simple controller suitable for an embedded use with low computational resources available. The proposed method is generic not restricted to symmetric rigid bodies and does not require the knowledge of the inertia matrix of the body. The control law can be tuned to force closed-loop trajectories to enter in some a priori fixed neighborhood of the origin in a finite time and remain thereafter. The global stability is guaranteed in the case where angular velocities sensors have limited measurement range. The control law is experimentally applied to the attitude stabilization of a quadrotor mini-helicopter

Conception, optimisation et dimensionnement de moteurs planaires à aimants permanents pour drones miniatures en vol stationnaire

Cette thèse décrit le développement d'une nouvelle génération de moteurs électriques spécifiquement dédiés à la propulsion de drones miniatures (< 70 cm d'encombrement). L'étude expérimentale de chaque élément de la chaîne (batteries, contrôleur, moteur, hélices) a permis, d'une part, d'estimer les besoins énergétiques de chacun, et d'autre part, de mettre en évidence le besoin de concevoir un moteur léger et possédant un fort couple à basse vitesse pour entraîner une grande hélice (diamètre 50 cm) directement (sans réducteurs).Le moteur étudié est un moteur synchrone possèdant un rotor planaire à aimants permanents entre deux stators planaires à bobinages triphasés double-couche. Après avoir complété le modèle électrique de base par un modèle de pertes aérodynamiques et de pertes par courants de Foucault, le dimensionnement du moteur s'est effectué avec les logiciles Pro@Design et CDI_Optimizer qui permettent un dimensionnement pour des problèmes multi-physiques fortement contraints. Deux prototypes ont été construits (diamètres 50 mm et 70 mm), devant fournir 28 W mécanique et dimensionnés pour un entrefer de 50 m. Pour des raisons mécaniques, leur caractérisation s'est effectuée à entrefer 500 m. Elle a permis de valider le modèle établi en vérifiant les résultats théoriques obtenus à cet entrefer pour ces deux prototypes. Dans la perspective d'obtenir de meilleurs performances que les petits moteurs électriques actuels pour des masses globales similaires, un redimensionnement est nécessaire à des entrefers plus grands (500 m) et avec une multiplication du nombre de conducteurs par phase et par pôle (réduction de l'effet des courants de Foucault).GRENOBLE1-BU Sciences (384212103) / SudocSudocFranceF

Static and Dynamic Evaluation of an UWB Localization System for Industrial Applications

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Evaluation of an UWB localization system in Static/Dynamic

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Estimacion de la Orientacion: aplicacion a un mini-helicoptero con cuatro rotores

18-20 October 200

Bounded Attitude Stabilization: Real-Time Application on Four-Rotor Mini-Helicopter

International audienceThis paper deals with the global stabilization of a rigid body by means of a bounded quaternion-based feedback. In addition to input bounds, the nonlinear control takes into account the slew rate limits. The proposed control scheme is generic and can be applied to several systems that enter in the framework of rigid body. Furthermore, its extreme simplicity rendering it suitable for embedded implementation. In particular, the control strategy is applied on the real-time attitude stabilization of a four-rotor mini-helicopter. Several experiments have been performed in order to show the effectiveness of the proposed control approach

Indigo-sepiolite nanohybrids: Temperature-dependent synthesis of two complexes and comparison with indigo-palygorskite systems

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Flywheel energy storage systems in hybrid and distributed electricity generation

International audienceIn this article, we will demonstrate the benefit of the electromechanical storage of energy over long operating cycles (with time constants ranging from several minutes to a few hours), within the scope of decentralized electrical energy production. Both the principle and technology of the primary components used in an electromechanical accumulator will be presented herein. A number of well-known examples of systems will be shown in order to derive a summary state-of-the-art. We will then proceed by providing the example of a prototype developed at the SATIE Laboratory in the aim of designing a stationary accumulator for a domestic application requiring power on the order of one kilowatt

Flywheel energy storage systems in hybrid and distributed electricity generation

International audienceIn this article, we will demonstrate the benefit of the electromechanical storage of energy over long operating cycles (with time constants ranging from several minutes to a few hours), within the scope of decentralized electrical energy production. Both the principle and technology of the primary components used in an electromechanical accumulator will be presented herein. A number of well-known examples of systems will be shown in order to derive a summary state-of-the-art. We will then proceed by providing the example of a prototype developed at the SATIE Laboratory in the aim of designing a stationary accumulator for a domestic application requiring power on the order of one kilowatt