Robust output feedback sampling control based on second order sliding mode

International audienceThis paper proposes a new second order sliding mode output feedback controller. This latter is developped in the case of finite sampling frequency and is using only output information in order to ensure desired trajectory tracking with high accuracy in a finite time in spite of uncertainties and perturbations. This new strategy is evaluated in simulations on an academic example

A robust guidance and control scheme of an autonomous scale helicopter in presence of wind gusts

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Output feedback control: a robust solution based on second order sliding mode

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Robust Nonlinear Fusion of Inertial and Visual Data for position, velocity and attitude estimation of UAV

This paper presents a coupled observer that uses accelerometer, gyrometer and vision sensors to provide estimates of pose and linear velocity for an aerial robotic vehicle. The observer is based on a non-linear complimentary filter framework and incorporates adaptive estimates of measurement bias in gyrometers and accelerometers commonly encountered in low-cost inertial measurement systems. Asymptotic stability of the observer estimates is proved as well as bounded energy of the observer error signals. Experimental data is provided for the proposed filter run on data obtained from an experiment involving a remotely controlled helicopter

Contribution à la modélisation, à la commande et à l'observation de systèmes à entrées inconnues dans le cadre des systèmes volants autonomes

Réaliser les mêmes missions mais en retirant les commandes à l'homme, voici le défit de la robotique aérienne d'aujourd'hui. Les technologies actuelles permettent depuis peu de construire des drones de petite ou grande taille de type avion, hélicoptère ou novateur. Véritables concentrés d'électronique, ces appareils doivent être contrôlés par des lois de commande de plus en plus sophistiquées s'appuyant sur de nombreux capteurs de navigation pour répondre aux besoins de la mission (surveillance de forêt, d'axe routier, de zones à risque, prises d'informations dans des milieux inaccessibles à l'homme, etc). Aujourd'hui, les principales limitations rencontrées sont d'une part la complexité du problème de navigation nécessitant la perception d'un environnement souvent contraint (peu de disponibilité du GPS en milieu urbain) et évolutif, d'autre part la difficulté de maîtriser l'appareil en présence de turbulences atmosphériques (notamment en mileu urbain). Ce dernier point, commun à toutes les architectures de drones, a motivé le sujet de cette thèse dont la contribution porte principalement sur la synthèse de lois de commande robustes et l'analyse de leur stabilité. Les travaux présentés ici sont principalement basés sur une modélisation générique des robots aériens servant alors de référence pour l'élaboration de lois de commande et d'observateurs non linéaires pour système à entrées inconnues. Ces derniers permettent de reconstruire en ligne les perturbations agissant sur le drone par rapport à la modélisation nominale. Ces perturbations estimées sont ensuite injectées dans la loi de commande afin d'améliorer les performances de précision et de robustesse du drone en boucle fermée.Doing same missions without a human pilot, there relies the challenge for aerial robotics nowaday. Some UAV (Unmanned Aerial Vehicle) of small or great size (aircraft, rotorcraft or other architecture) can be build thanks to advanced technology. With their miniaturized embedded electronics, this vehicles must be controlled by more sophisticated control laws using a great number of navigation sensors in order to succeed themission (surveillance mission in hazardous areas, inaccessibe to Humans, etc). Nowadays, most of limitations are due to the complexity of the navigation problem in an constrained and changing environment (without GPS in a urban context) and the hard task to control the vehicle in presence of turbulences. This point concerning all UAV's architecture has led to this phd of wich contribution deals mainly with the design of robust control laws and the stability of the resulting closed loop. Studies submitted here are based on a generic modelling of dynamics of aerial vehicles. This dynamics is then used to design nonlinear control laws and unknown input observers. These nonlinear observers estimate in real time perturbations acting in the vincinity of UAV. These estimations are then used by the control laws in order to improve precision and robustness of the UAV.NANTES-BU Sciences (441092104) / SudocNANTES-Ecole Centrale (441092306) / SudocSudocFranceF