Résultats expérimentaux

Lesrésultatsprésentés dans ette se tionsontissus d'expérimentations réaliséessur lerobot

mobile"RobuFast" dé rit à lase tion 1.6.1.2.

Pour pouvoir mettre en ÷uvre expérimentalement l'algorithme prédi tif de limitation de la

vitesse,lesparamètresgéométriques etdynamiquesdu véhi uledoivent êtremesurés. Demême,

lesparamètresde sonmodèlede roulisdoiventêtreidentiésen utilisantleproto oledé ritdans

la se tion 2.5. Néanmoins, le véhi ule n'a pas pu être doté de apteurs permettant la mesure

du

T CL

, et la pro édure d'identi ation n'a don pas pu être menée. Par onséquent, e sont

des paramètresarbitraires(mais ohérents ave les ara téristiquesdu véhi ule)quenous avons

utilisés pour les paramètres

h

et

kr

. Ce hoix nous a permis d'obtenir de premiers résultats expérimentaux an de validerles développements théoriques de la ommande prédi tive.

Tout d'abord, une traje toire de référen e a été enregistrée manuellement (représentée en

traitsinterrompus noirssur laFigure4.43 :elleest omposéed'uneligne droitepuisd'un virage

dont le rayon de ourbure onstant est de 4.5

m

. Sur ette même Figure 4.43, le trait plein

rouge représente la traje toire réellement suivie par le robot, lorsque le suivi de traje toire est

réaliséave une vitesse de onsigne (il n'ya pas de pilote)

vconsigne= 6m.s−1

: elle- i reste très

pro he de la traje toire de référen e, puisque l'algorithme de suivi de traje toire béné ie de

l'observateur mixtedéveloppéà la se tion3.6.

Fig. 4.43  Traje toire suivie pour la validationexpérimentale de l'algorithme de prédi tion.

Con rètement, deux tests ontété réalisés: lepremiera onsistéen un suivide la traje toire

deréféren e sans utiliser la ommandeprédi tive.Al'inverse,lese ondessaiaété réaliséave la

te hnique de ommande prédi tive ave auto- ompensation,

H = 1s

, 10 points de oïn iden e,

γ = 0.2

etun seuil ritique de 0.35.

La Figure 4.44 montre l'évolution au ours du temps de lavitesse mesurée

vm1

lorsque le suivi est réalisé sans le ontrle de la vitesse (

vm1 ≈ vconsigne ≈ 6m.s−1

après le temps de montée

du bas niveau)en traitsinterrompusnoirs, la vitesse maximale

v_max

( al ulée ave l'algorithme PFC) en trait plein rouge et la vitesse de l'essieu arrière

vm2

mesurée sur le véhi ule (en traits interrompus verts) lorsque le ontrle de la vitesse est a tivé. Comme dé rit dans la se tion

4.3.3,

vm2

est supposée être égale auminimumde

vconsigne

et

vmax

. Par onséquent, entre

t = 0s

et

t = 5.8s

,

vm2

est égale à

vconsigne

. Puis, entre

t = 5.8s

et

t = 9.2s

(i.e. pendant le virage)

la vitesse envoyée en entrée du véhi ule est la vitesse maximale al ulée par l'algorithme de

elui- iaun omportementpro he de eluid'un modèle linéairedu se ondordre ave un temps

de montée important. Par onséquent, bien que la vitesse envoyée en entrée du véhi ule est

v_max

dès

t = 5.8s

, e n'est qu'après

t = 7.8s

que la vitesse mesurée

v_m2

est relativement bien

superposée ave

vmax

. Finalement, après

t = 9.8s

,

vmax

est supérieure à la vitesse de onsigne

vconsigne

,de sorte que

vconsigne

est appliquée en entrée de l'engin,puis après le temps de montée du bas niveau (i.e. au delà de

t = 13s

),la vitesse mesurée

vm2

onverge bien vers

vconsigne

.

Fig. 4.44  Comparaisondes vitesses pendant l'expérimentationsur RobuFast.

La Figure4.45 montre l'évolutionau ours du temps du

T CL

obtenue sans le ontrle de la

vitesse(entraitsinterrompusnoirs)et elledu

T CL

obtenue lorsquela ommandeprédi tiveest

utilisée (en traitplein rouge).Sur ettegure,le

T CL

obtenudans lepremier as est largement

supérieur au seuil ritique de 0.35. A l'inverse, après le temps de montée du bas niveau (après

t = 8s

),le

T CL

mesuré dans lese ond as onverge vers le seuil de 0.35.

Fig. 4.45 

T CL

mesuré lorsde l'expérimentationave RobuFast.

4.4 Con lusion

Dans e hapitre,nous avons présenté les résultatsrelatifsà l'estimation,à l'anti ipationet

à la régulation du

T CL

d'un véhi ule.La première partie, onsa rée à l'estimation en ligne du

T CL

, a permis de valider le modèle dynamique de véhi ule au travers de simulations avan ées

et d'expérimentations en grandeur réelle. Le modèle dynamique proposé permet d'obtenir une

bonne estimation du

T CL

simulé ( as des simulations avan ées) et du

T CL

mesuré ( as des

expérimentations réelles).

Néanmoins, la valeur estiméedu

T CL

ne sut pas pour développer un système de sé urité.

Eneet,dansle asdesituations ritiques,ilseraitimpossibleuniquementave lavaleurestimée

renverse ment n'ait lieu, ar e phénomène est beau oup trop rapide. Par onséquent, un

indi- ateurde risque, basé sur une anti ipation des onsignes d'entrée désirées par lepilote (vitesse,

anglede braquage)aété développé.Leprin ipede prédi tionetlarigiditéde dériveestiméepar

l'observateur adapté développé au hapitre 3 permettent d'anti iper les variations du

T CL

de

quelques se ondes et ainsi de prévenir lepilote du risque de renverse ment latéral.

Cet indi ateur de risque de renverse ment ne peut ependant être utilisé pour générer des

a tions orre tri es sans ajouter de nouveaux a tionneurs sur le véhi ule trop en ombrants et

trop oûteux pour des VLTT. Aussi, un nouveau système de sé urité a tif, basé sur le al ul

de la vitesse maximale admissible par le véhi ule, aété développé. Celui- i onsisteà utiliser le

modèle dynamiqued'évolution de l'angle de roulis an de réguler l'évolutiondu

T CL

. Basé sur

le prin ipe de Commande Prédi tiveFon tionnelle(PFC), le

T CL

est ontraint d'évoluer dans

un domaine restreint (i.e.

−0.8 ≤ T CL ≤ 0.8

) grâ e à la limitation de la vitesse du entre de

l'essieuarrière,assurantainsilastabilitédynamiquelatéraledu véhi ule.Finalement, etoutila

été validé par lebiais de simulationsavan ées etd'expérimentationsréelles sur un robotmobile

dédiéausuividetraje toire(dans e as 'estl'observateur mixte inématique etdynamiquedu

Con lusion générale

Cettethèse,quis'estdérouléeauseindel'unitédere her heTSCFduCemagrefde

Clermont-Ferranden étroite ollaborationave lesautres laboratoiresde lafédérationde re her he TIMS

(et notammentleLASMEA), avaitpour obje tif premierlaréalisationd'un système d'aideàla

onduite des engins légers tout-terrain par le biais d'un indi ateur de risque de renverse ment,

apable de prévenir le pilote des situations à risque. Le deuxième obje tif onsistait à réaliser

ettefoisun systèmede sé urité a tif apablede maintenirlevéhi uleetson pilotedansun état

sûr.

Pourrépondre à es demandes, dans e mémoire,plusieurs algorithmesdédiés àl'étude,àla

mesureetaumaintiende lastabilitélatéraledesVéhi ulesLégersToutTerrain(VLTT-soumis

àdes perturbations telles queglissements, eets induits par lepilote, et .) ont été développés.

5.1 Bilan des travaux réalis és

Dans le document Stabilité dynamique des véhicules légers tout-terrain. Nouvelles solutions. Application aux véhicules légers de type quad (Page 151-154)