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Projet de fin d`études - projets
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1. En cas de probl me sur le v hicule vous pouvez utiliser le mode manuel alternatif Il permet de contr ler le v hicule en boucle ouverte donc sans volant uniquement avec la souris J Pr caution Lors de l acc l ration ne pas craser la p dale fond Allez y progressivement 21 Le tableau des entr s sorties de la dSPACE 1103 permet de rep rer rapidement quoi correspond chaque c blage Ces informations sont essentielles pour la compr hension de l lectronique dans le but d une am lioration possible Courant Moteur Codeurs incr mentaux Codeurs Absolus CP31 CP30 Roue ArG ADC C17 DAC C1 INC _2 Roue ArD ADC C18 DAC C2 INC 1 Roue AvG ADC C19 DAC C3 INC 6 Roue AvD ADC C20 DAC C4 INC 5 V rin avant Arduino pin 10 clock et 11 data Pin 11 PWM9 Pin 3 DIR Pin 20 Inhibit V rin arri re Arduino pin 12 clock et 13 data Pin 10 PWM7 Pin 1 DIR Pin 18 Inhibit Figure 1 Tableau des E S B A2 Roue ArG ADC C4 ADC C3 Roue ArD ADC C2 ADC Ci Roue AvG ADC C8 ADC C7 Roue AvD ADC C6 ADC C5 Figure 2 Mn moniques des entr es utilis es pour les sondes de tension int binaryArray_av 14 int binaryArray_ar 14 inti 0 int j 0 int pos_av 0 int pos_ar 0 void getPosition R cup ration des donn es communication SSI avec les capteurs void transformation Mise en forme de la donn e
2. projetrobucar1103 cdx dans Bureau projetrobucar1103 avec ControlDesk 7 Une fois le poste de pilotage affich enlever le bouton d arr t d urgence 8 Appuyer sur le bouton marche de l interface pour pouvoir conduire le RobuCar 26 Manuel d utilisation Comment allumer le RobuCar Suivre la proc dure d allumage Comment d marrer Pour pouvoir d marrer la voiture cliquez sur le bouton marche sur ControlDesk ou appuyez sur le bouton start du volant La LED rouge doit passer au vert pour pouvoir conduire le v hicule Pour plus de renseignement sur les commandes au volant regardez l interface r glage Volant dans ControlDesk Particularit s du v hicule A part la premi re les autres rapports ont une vitesse minimum en consigne donc si vous arr tez d acc l rer le v hicule ralentira pour se caler sur cette vitesse mais ne s arr tera pas La marche arri re se passe uniquement lorsque le rapport est 0 M me vitesse nulle si vous passez en marche arri re alors que vous tes en premi re vous irez en marche avant Les freins sont tr s puissants allez y avec prudence Il est conseill d utiliser les rapports pour r duire la vitesse Pour passer la vitesse sup rieure il faut atteindre une certaine vitesse Si vous passez la vitesse mais que vous ne sentez aucune acc l ration c est que la vitesse n est pas pass e R trogradez acc l rez un peu plus et passez la vitesse
3. Nous avons donc regard les c blages au niveau des connectiques donc nous plonger dans les documentations Nous avons trouv l erreur les c bles taient d cal s d une pin D o le comportement trange Apr s r paration tout marchait nouveau normalement 4 Acquisition et sauvegarde du courant tension et vitesse Les trois mesures n cessaires pour la supervision d un moteur lectrique sont le courant la tension et la vitesse En effet ces trois grandeurs repr sentent les inconnues des quations des r sidus d une MCC Les autres grandeurs tant des param tres propres aux moteurs Pour cela on a rajout des outils de mesures savoir des capteurs de courant effet hall et des sondes de tension classique pour chacune des roues Les codeurs incr mentaux d j pr sents nous permettent de mesurer la vitesse Afin de pouvoir analyser le comportement du v hicule et diagnostiquer de futurs probl mes la sauvegarde des grandeurs mesur es s av re n cessaire Le logiciel ControlDesk offre la possibilit de sauvegarder en temps r el uniquement la globalit des variables utilis es sous une structure de donn e complexe extension mat Nous ne pouvions donc pas s lectionner les variables sauvegarder De plus l exploitation de ce fichier sous Matlab s av re tr s compliqu Pour r soudre cette probl matique on a utilis un Parser sp cifique en python TRCParser qu on a modifi afin d exploiter le fichi
4. il en est ressorti que les rapports de vitesse taient mal quilibr s Nous avions fait le choix d une premi re vitesse tr s faible pour les man uvres d licates typiquement faire rentrer le v hicule dans la salle de projet Ainsi m me pied au planch la voiture avan ait tr s faible allure Les retours nous ont indiqu que cette vitesse tait trop faible et qu il fallait l augmenter Ainsi nous avons modifi notre strat gie de commande pour les rapports de vitesse Nous avons red fini ces rapports de la sorte Rapports Avant Apr s Premi re 15 00 20 00 Deuxi me 30 00 44 00 Troisi me 50 00 63 00 Quatri me 75 00 82 00 Cinqui me 100 00 100 00 Figure 14 Tableaux des rapports de vitesse Ce tableau repr sente les pourcentages de la vitesse maximale que l on peut atteindre en fonction du rapport s lectionn Par exemple en troisi me la vitesse maximale sera de 63 de la vitesse maximale que le moteur peut atteindre Nous avons ainsi corrig la trop faible vitesse en premi re 6 Fiabilit du c blage Lors du premier essai nous nous sommes rendu compte que les batteries n taient pas assez stables dans le RobuCar En effet elles se sont d plac es lors de virages freinages trop violents Les connectiques se sont ab m es suite cette inertie entra nant la perte des valeurs des codeurs de la direction Ainsi la r gulation de la direction tait HS Gr ce
5. on enl ve le bit de start et on passe du binaire en d cimal void sendPosition 1 1 Envoi des donn es provenant des deux capteurs en RS232 1 les signaux mis par l arduino sont en TTL une conversion TTL gt RS232 est n cessaire l aide d un MAX232 par exemple void setup SetParity n Initialisation de la liaison RS232 SetStopBits 1 SetWordLength 8 28 DDRB B00000000 Mnitialisation du PortB Utilisation des pins 12 PB6 et 10 PB4 en sortie Clk DDRB 1 lt lt PB6 I 1 lt lt PB4 Pins 11 et 13 Data delay 500 Seriall begin 9600 void 100p getPosition transformation sendPosition delay 2 void getPosition forj 0 j lt 14 j binaryArray_av j 0 binaryArray_ar j 0 delayMicroseconds 40 for j 0 j lt 14 j Les codeurs absolus transmettent des donn es en 13 bits PORTB 0 lt lt PB4 I 0 lt lt PB6 G neration de l horloge CLK 0 delayMicroseconds 3 11 Le premier bit re u correspond un bit de start qui ne fait pas partie de la donn e binaryArray_ar j PINB amp 1 lt lt 7 A chaque coup d horloge les capteurs transmettent un bit binaryArray_av j PINB amp 1 lt lt S Lecture les deux pins et on stock la donn e de chaque capteur dans son tableau PORTB 1 lt lt PB4 1 lt lt PB6 G neration de l horloge CLK 1 delayMicroseconds 3 delayMicroseconds 10
6. ressant d am liorer la r gulation de la traction mais le temps restant ne le permettait pas bien que nous avions une solution D veloppement du projet A la fin de notre projet nous nous sommes interrog s sur les futures am liorations possibles sur le v hicule les probl mes r soudre avant de pouvoir continuer le d veloppement etc Nous proposons donc les id es ci dessous R gler le probl me de la r gulation de la traction avant Pour faire avancer le projet il faudra r soudre ce souci que nous avons remarqu Une fois ce souci r gl la r gulation du v hicule entier pourra tre d velopp e Diff rentiel pour faire une bonne r gulation de traction il faudra simuler l effet d un diff rentiel dans la commande Ainsi le v hicule pourra prendre des virages tout en tant r gul Ordinateur portable L espace dans le RobuCar est tr s faible Le changement de la tour et de l cran 17 pouces par un ordinateur portable serait parfaitement adapt dans le cas d un v hicule autonome Ecran tactile Dans le cas o l ordinateur portable ne serait pas possible nous pourrions instaurer un cran tactile pour facilit la commande la souris n est pas adapt e un syst me embarqu e Utilisation de l Arduino avec le CAN gt impl mentation du t l m tre laser sur le RS232 Actuellement l Arduino communique en RS232 avec la dSPACE Comme c est l unique p riph rique cela ne pose pas de
7. rieur d espaces confin s portuaires L objectif est d am liorer la gestion du trafic et d optimiser l espace de travail Le d veloppement d un syst me de transport intelligent a t envisag pour r pondre ces besoins un IAV Intelligent Autonomous Vehicule Polytech Lille a r cup r un ch ssis de RobuCar provenant de l universit de Nancy Ce ch ssis est cependant incomplet les blocs de puissance avant et arri re sont absents il n y a aucune carte d acquisition et de commande Notre projet cible l action WP4A11 autour de la transf rabilit du mode de transport L objectif est de d velopper des IAV dans un cadre extra maritime Le projet consiste remettre en tat ce ch ssis pour qu terme il puisse de nouveau rouler avec la flotte de l InTraDE En effet il servira la mise en place d un train de RobuCars L objectif tant dans le futur d utiliser ces v hicules pour le transport de personnes sur le campus de l universit Lille1 de fa on autonome et s re Pr sentation du projet 1 Probl matique Notre objectif est d automatiser un RobuCar avec une seule intelligence embarqu e de contr le et de supervision La nouveaut par rapport aux autres RobuCars r side dans la carte d acquisition et de commande unique Le RobuCar est un v hicule qui poss de l origine deux powerPC ces derniers commandent chacun un train La communication entre les trains avant et arri re se fait par bus CAN Pendant
8. B00000000 else 1f wordlength 6 UCSROC UCSROC B00000010 else 1f wordlength 7 UCSROC UCSROC B00000100 else if wordlength 9 UCSROC UCSROC B00000110 UCSROB UCSROB B00000100 else UCSROC UCSROC B00000110 Figure 3 Programme Arduino pour l acquisition et la transmission en RS232 des donn es de deux codeurs absolus communiquant en SSI 31 Master PPC Slave DSP 1 0 features i i 1 i i 1 1 i i i i i i 1 1 i i i i i 1 i i 1 1 1 i i 1 i i 1 i 1 fi i 1 1 i 1 TIRE i i i i i 1 1 i i EE PERRET l aa D F 4 the Master PPC Figure 4 Architecture et fonctionnalit s d une dSPACE 1103 I O features of 32 Reducteur cycle Equivalent SUMITOMO S rie CYCLO 6000 R f rence CNF 6100 SY Vitesse d entr e Maxi 1750 m mm Puissance de sortie 1796 W Couple de sortie 145 Nm Charge radiale 5180 N erao 0 88 Rapport de r duction 5 Moteur lectrique MP1005 B14 Moteur courant continu gV Pm 900 W Minna 0 9 Vitesse 3500 trimun Protection IP20 IP44 Frein lectromagn tique SB 28 DELTRAN Frein de s curit manque de courant Tension 24 V R sistance 36 N Puissance 20 W Couple de fremage 9 N m Figure 5 Description du syst me de traction et de freinage 33 his vi mains Pont represente en position non charge Plan inf rieur du chassis
9. E S ne poss de pas de port SSI Ainsi nous devons r cup rer le signal retourn par le capteur absolu en extraire la position et l envoyer la dSPACE l aide d un circuit int gr ad quat MAX232N on r alise la conversion des signaux TTL de l Arduino en s rie RS232 2 2 Programme Arduino Nous allons ici vous d crire l algorithme de notre code cf ANNEXE Dans un premier temps il faut initialiser les registres correspondant la communication s rie En effet la dSPACE communique d une certaine fa on communication r glable Il faut donc accorder les deux communications pour qu elles puissent communiquer normalement Nous avons choisi de communiquer selon une liaison s rie en 8bits avec un bit de stop et sans parit L algorithme se compose en trois phases acquisition des donn es brutes du codeur 11 fonction getPosition transformation de ces donn es en valeurs d cimales fonction transformation et enfin envoi des donn es sur le port s rie fonction sendPosition getPosition On initialise deux tableaux d entiers un pour chaque train Ensuite on fait la lecture des codeurs en utilisant la m me horloge chaque tat bas on range la valeur des pins correspondant aux datas des capteurs dans les tableaux On r cup re des tableaux de 14bits Transformation Les donn es dans les tableaux sont des entiers pas des bool ens Ainsi on transforme les tableaux d entiers en tableaux de bool en
10. atteinte Pour ce qui est de la vitesse du v rin nous avons choisi cette strat gie plus nous sommes loin de la valeur atteindre plus le rapport cyclique est grand Plus nous nous rapprochons de la consigne plus le rapport cyclique diminue Pour des raisons de s curit nous avons limit le rapport cyclique 0 4 Ainsi lors de la conduite du v hicule les virages ne seront pas trop brusques 3 Validation des deux trains Une fois la commande finie nous l avons valid e sur un bo tier de puissance issu d un autre RobuCar Nous avons v rifi que les roues et la direction r pondaient correctement aux consignes donn es Lorsque les bo tiers de puissance finaux de notre RobuCar ont t termin s nous les avons mont s sur le v hicule Mais lors des premiers tests nous avons eu des probl mes le v hicule ne r pondait pas aux commandes envoy es Notre commande ayant t valid e sur un bloc op rationnel le probl me ne pouvait tre que hardware Traction Nous avons tout de suite cherch du c t du c blage Nous avons v rifi que les c bles correspondaient aux niveaux des nombreuses connectiques ce n tait pas toujours le cas Apr s r paration soudures et protection la commande tait de nouveau op rationnelle 13 Direction Nous avons remarqu que la direction se comportait bizarrement En effet on ne pouvait tourner que dans une seule direction et la vitesse ne variait pas toujours tr s rapide
11. bloc de strat gie de commande du rapport cyclique permet de d finir sa valeur en fonction de la position atteindre plus la position atteindre est loign e plus le rapport cyclique sera lev Pour des raisons techniques nous avons limit ce rapport 0 4 12 1 1 1 2 4000 00 0 05 0 10 0 15 0 20 Mi Consigne position M 12 Position mesur e Figure 10 R ponse en position Exp rimentalement nous constatons sur la figure 10 que la position finale est bien atteinte la consigne et la position mesur e sont confondus 2 4 Strat gie de commande La direction a n cessit de la r flexion car nous avons eu quelques soucis En effet lors des premiers tests nous avons remarqu qu l initialisation allumage du v hicule la r gulation de direction plantait Cela tait du au fait que les codeurs retournait des valeurs fausses l allumage Donc nous avons r alis un compteur pour retarder l envoi des valeurs vers la dSPACE Quand le v rin atteint la but e non physique le rapport cyclique envoy au v rin ne cessait d augmenter Nous avons donc impos des limites virtuelles qui bloquent le rapport cyclique Dans la m me optique le rapport cyclique ne s arr tait que lorsque la consigne tait enti rement atteinte Cela produisait des comportements ind sirables la direction n tait jamais enti rement fixe Nous avons donc instaur une fourchette dans laquelle nous consid rons que la consigne est
12. d instrumentation et d exp rimentation qui nous permet lors de ce projet de d velopper des interfaces graphiques pour la commande en temps r el du syst me g r par le contr leur dSPACE En effet l interface d velopp e nous permet la fois d envoyer des consignes directement au syst me et de visualiser les diff rentes grandeurs mesur es et tout cela en temps r el mode manuel 100 1280 100 150 y z N F f 508 200 50 Z rapport_cycle_applique rapport vitesse 0 010 5 000 o inhibit manuel 1 000 Consigne vitesse roue In1 consigne_angle_direction Figure 3 Exemple d interface de commande Travaux effectu s Etapes d analyse et de d veloppement En Septembre nous avons pris connaissance des membres de l quipe avec laquelle nous allions travailler Nous avons galement pu voir quoi devrait ressembler notre projet une fois fini gr ce eux car ils travaillaient galement sur un RobuCar Notre v hicule avait une particularit il n avait pas de blocs de puissance Ainsi il fallait les reconstruire Nous nous sommes donc int ress s dans un premier temps la ASPACE 1103 Cette carte d acquisition et de commande nous tait totalement inconnue en attendant de pouvoir faire des tests sur le v hicule r el nous nous sommes attard s sur les documentations de la dSPACE et des variateurs et diff rents codeurs pour pr voir la commande Nous avons
13. la roue int rieure est de 0 8 et l ext rieure de 1 La roue int rieure n atteint pas la consigne le PI continu d augmenter la commande et finalement le variateur finit par s arr ter Puis les quatre variateurs s arr tent immobilisant le v hicule La solution est simple il faut crire un programme qui en fonction du virage pris envoie des commandes prenant en compte le ph nom ne voqu Nous avions commenc une tude d terminant le centre instantan de rotation CIR afin de pouvoir d terminer la vitesse de chaque roue en fonction de l angle de braquage et d une vitesse de r f rence Nous n avons malheureusement pas eu le temps de l impl menter Cette tude s appuyait entre autre sur les valeurs que retourne la centrale inertielle cf ANNEXE 2 Blocage de la direction avant en but Nous avions fait des essais sur cales pour v rifier que la direction n aillait pas en but La but en question c est la biellette de direction Donc pour la conserver nous avons limit la commande Si le capteur renvoie une valeur sup rieure la limite fix e alors on arr te la r gulation de la direction on entre en boucle ouverte Pendant les premiers roulages nous nous sommes retrouv s avec la direction bloqu e en but Nous avons tout d abord cru un probl me m canique de part la forme de la pi ce Mais les r parations que nous avons tent es n ont pas fonctionn Nous avons donc regard l cran de supervision de la r g
14. liaison s rie de type SSI Un bloc de puissance incluant deux variateurs de tension programmables Une description plus d taill e des composantes du v hicule est donn e en annexe 4 Solution propos e Nous avons choisi de mettre en place une carte Dspace 1103 afin d offrir une meilleur robustesse Ainsi la mise en place d une telle carte d acquisition et de commande permettrait de r soudre ces soucis De plus le contr leur est enti rement programmable partir de l environnement Matlab Simulink en utilisant des libraires sp cifiques L entreprise fournit galement un logiciel d interface graphique ControlDesk pour commander et superviser le syst me en temps r el 4 1 Pr sentation de la dSPACE La dSPACE est un contr leur temps r el puissant et robuste pour le prototypage de lois de commande et plus particuli rement pour des applications telles que les contr leurs automobiles les contr leurs de suspension active ou encore dans la robotique Elle est quip e d un PowerPC d une fr quence de 400Mhz et d une m moire de 128 MB Le module d E S quant lui est constitu de 36 canaux A D 8 canaux D A S01O 6 interfaces incr mentales I port CAN 4 ports s rie RS232 RS422 12 sorties PWM Figure 1 dSPACE 1103 Figure 2 Carte d E S L architecture interne d une dSPACE 1103 est d taill e en annexe 4 2 Pr sentation de dSPACE ControlDesk ControlDesk est un logiciel
15. notre mode manuel alternatif nous avons pu rentrer la voiture au garage en contr lant les v rins de direction en boucle ouverte Nous avons rapidement trouv le probl me le jour suivant en d montant la carrosserie la connectique tait d branch e Nous l avons donc fix au ch ssis avec un syst me de vis crou Pour 21 le probl me des batteries nous les avons cal es l aide de l armature en acier fourni avec le ch ssis et quelques coups de perceuses Apr s remontage et tests sur la piste il n y avait plus de probl mes de connectiques Analyse des r sultats Connectique C blage Une des principales difficult s que nous avons rencontr c est le hardware En effet le RobuCar que nous avons r cup r tait compl tement nu il n y avait sur le ch ssis que les roues avec leur moteur et les deux v rins de direction Les bo tiers de puissance tant absents le technicien de Lagis Mr Michel POLLART a fabriqu ces bo tiers en clonant ceux des RobuCars existant La difficult est vidente 1l y a norm ment de fils dans ce bo tier et donc le c blage n est pas forc ment fiable l erreur est humaine Temps r el Le fait que notre syst me soit embarqu et en temps r el nous a pos quelques soucis En effet les fonctions embarqu es Matlab embedded function ne supportent pas toute les fonctions Matlab Ainsi nos codes n taient pas faciles mettre en place Plusieurs fois nous avons
16. soucis Mais on ne peut pas impl menter le t l m tre laser en RS232 galement Il faudrait donc faire communiquer l Arduino en CAN pour lib rer le RS232 pour le t l m tre laser Branchement des sondes de tension Pour am liorer la supervision 23 Installation des capteurs de vitesse ext rieurs Une redondance capteur est utile pour la supervision V rifier qu il n y a pas de glissement Bouton AU distance Il sera indispensable lors des tests de suivi de v hicule apr s impl mentation du t l m tre laser Impl mentation centrale inertielle elle pourra fournir de nombreuses informations comme la vitesse r elle du v hicule 24 CONCLUSION Ce projet a t tr s enrichissant car il nous a permis de voir plein de domaines diff rents En effet la r alisation de la commande nous a permis d appliqu les cours d automatique l Arduino nous a permis de programmer en C et de revoir la communication s rie Le fait que l on travaille sur un v hicule r el nous a permis de faire de la technique comme souder des c bles mais aussi de la m canique lorsque nous avons du optimiser l espace De plus ce projet tait parfaitement adapt pour la formation que nous avons suivi en IMA section Syst me Autonome le RobuCar est un v hicule autonome Notre mission tait de faire revivre l pave que nous avions r cup r e mais par la suite de nombreux capteurs seront install s et l on pourra faire en sorte que le
17. 0 29 void transformation for 1 0 i lt 14 i Remise en forme de l information pour les capteurs une valeur diff rente de O correspond 1 if binaryArray_av 1 0 binaryArray_av i 1 if binaryArray_ar i 0 binaryArray_ar 1 1 pos_av 0 pos_ar 0 for 1 1 lt 14 i Suppression du bit de start pos_av pos_av lt lt 1 binaryArray_av i pos_ar pos_ar lt lt 1 binaryArray_ar i void sendPosition Les donn es du capteurs int bytel pos_av 256 La liaison RS232 n cessite des trames de 8 bits int byte2 pos_av byte1 256 1 1 D coupage de la donn e en deux octets int byte3 pos_ar 256 int byted pos_ar byte3 256 Seriall write byte2 delay 1 Seriall write bytel delay 20 Seriall write byte4 delay 1 Seriall write byte3 32 Signature de l octet de poid fort afin d identifier les donn es provenant du capteur arri re void SetStopBits int nbStopBits 30 if nbStopBits 1 UCSROC UCSROC B00000100 else UCSROC UCSROC B00000000 void SetParity int parity if parity O I parity o UCSROC UCSROC B00110000 else if parity E I parity e UCSROC UCSROC B00100000 else parity N I parity n UCSROC UCSROC B00000000 void SetWordLength int wordlength if wordlength 5 UCSROC UCSROC
18. 2 000 t min Couple lt 02N cm Moment d inertie 3x 10 7 kem2 Vibration IEC68 100 m s 16 2000 Hz Choc IEC68 500 m s2 1lms Poids 1002 Temp rature d utilisation 25 85 Humidite relative 95 sans condensation Protection IP64 Disque rotatif commande Crocunca D Aksa imm pow p O ren ion murna T Akhaga C1 hpm moc rason ati CAIN Sorties ot aim rtation 22 Erveteut de bagues alimonishon S YDC 60 Totem pin elenmertation 10 39 YDI Racturdis rent Ai Frunmes tttincgue rniii ame cibi lit ii von Nosokwon inomire d impuons par tour to my 09 Wig 24 102iimo m 0 1 KA 24 260 14 ax LA 1509 1 15 11 2 200 06 200 22 10i 23 ms 61334 0 mg Figure 8 Description du codeur incr mental 36 R solution 13 bits e Code gray ou binaire Sorties en Totem p le NPN et PNP prot g es Positionnement lectrique du z ro Fonction ENABLE pour mettre les sorties codeur en haute imp dance e Faible consommation Caract ristiques i Caracteristiques m c Alimentation 10 30 VDC Vitesse maxi 10 000 tr min Consommation 60 mA Couple INKm Fr quence de commutation 800 kHz max Moment d inertie 1 45 x 10 kgm Pr cision LSB Vibration IEC68 100 m s 16 2000 Hz Caract ristiques des sorties Choc IEC6S lt 2000 m s 6ms Niveau haut 2 U alim 3 5 V pow I 20 mA Poids 250 g Niveau bas lt 0 5 V pour I 20 mA Temp rature d utilisation 25 85 Charge max 30 mA par
19. Arbre de roue V rin de commande de direction Figure 6 Description de la direction et de la suspension 34 1 Moteur CC protection thermique 5 Embrayage de surcharge 6 Vis ACME ou vis billes 7 Ecrou billes avec frein de maintien 9 Tube d extension acier inox 10 Ecrou 11 Tube de protection profil alu 12 Dispositif anti rotation Figure 7 Description du v rin lectrique 35 R solution jusqu a 2048 impulsions e Sorties A B Z en Totem p le NPN et PNP Sorties d4 B5 ZZ en Emetteur de ligne pour R5422 Faible encombrement e Sermage concentrique par bague Caract ristiques lectriques Alimentation 5 VDC 10 ou 10 30 VDC Consommation 60 mA Fr quence de commutation maxi 100 kHz Diagramme de sorties pour une rotation en sens horaire et vue sur l axe Sorties VDC Emetteur de ligne PE LPLELEET EREL we L ILE Vois J LUMU U UUL vek LILILPINISINS Voie Z a D phasage entre A et B gt 2 us 100 kHz Voie Z Sorties 10 30 VDC en Totem p le Via L LLLI L voes TIUU Voi Z n Affectation des couleurs du c ble 10 30 VOC 5 VDC Totem p le _Eretreur de igna Voie vert Voie vert 5 Vois A ronge Voie B jaune Vois B jauno Voie B biou Voie Z osa Voie Z aa Voie Z gi 2U alim _beun zU obm _brun OV aie blanc OV alim blare R f rences de G1338 R Caract ristiques m caniques Vitesse maxi 1
20. Cette commande remplace la commande par le volant elle supprime la r gulation de direction mais garde la r gulation de traction Ce mode peut permettre l utilisateur de commander le RobuCar en cas de bugs ventuels comme par exemple le blocage de la direction L utilisateur peut d bloquer manuellement la direction partir de cette interface Voici les diff rentes variables que nous pouvons commander Inhibit v rins droit et gauche Sens de la direction Rapport cyclique appliqu il Made manuel alternatif HOVE HANUEL ALTERNATIF D SACTIV Rapport de vitesse CEN 0 000 eT Direction arriere Direction avant Inhibit arriere Droite is Droite Li S D E e Inhibit avant Sens traction on FXS Avant Poste de pilotage r glage volant R gulation traction Regulation Direction Contr le capteurs v v rrea PERRIN 17 Valeur de la vitesse en pourcentage Valeur du freinage en pourcentage Sens de marche avant arri re Bouton d activation du mode Boutons menant aux autres layouts z a CONTR LE CAPTEURS n carrea 0 010 ei S sorrisi 0 014 6 6 Contr le capteurs R s iemnn E Aena m 1 wire 10 061 3 i s r 0 000 Ce layout r pertorie les valeurs des capteurs de courant et de tension ainsi que
21. RobuCar volue de mani re autonome suivi de v hicules par exemple en r alisant une supervision plus pouss e La d marche suivre tait galement tr s int ressante nous avons r alis une commande en tudiant le syst me que nous avions Nous avons donc du nous documenter sur le ch ssis en question et sur la dSPACE Une fois la commande r alis e il a fallut la valider d un point de vue s curit et fiabilit lors des tests que nous avons r alis s Nous avons galement du valider le hardware avec les bo tiers de puissance faits maison Toute cette d marche scientifique tait vraiment int ressante suivre Cette exp rience nous a vraiment enrichies d un point de vue technique Nous avons pu d couvrir le temps r el et les contraintes que cela impose Le d veloppement d un projet de longue dur e s est r v l tre diff rent des projets pr c dents plus courts les consignes changent au fur et mesure Nous avons atteint l objectif principal qui tait de faire rouler le RobuCar nouveau en r alisant une commande s re et fiable 25 Annexe Proc dure d allumage du RobuCar 1 V rifier que l arr t d urgence est enfonc 2 Mettre le contact coupe circuit 3 V rifier que l adaptateur de tension est allum sinon l allumer 4 V rifier que la dSPACE est allum e sinon l allumer 5 V rifier que l ordinateur est allum sinon l allumer 6 Sur l ordinateur ouvrir le projet
22. ae InTraDE Intelligent Transportation for Dynamic Environment Projet de fin d tudes Int gration d une carte d acquisition et de commande dans un v hicule autonome R alis par Benoit CONFLAND Tuteur Mr Rochdi MERZOUKI Isma l EL HASNAOUI Ann e 2012 2013 Remerciements Nous tenons remercier particuli rement Mr MERZOUKI Professeur des universit s Polytech Lille pour le soutien les id es fournies mais aussi pour nous avoir donn l opportunit de travailler sur un projet de recherche orient syst mes embarqu s Nous remercions aussi Mr Vincent COELEN ing nieur IMA et th sard en robotique m dicale pour son soutien technique tout au long du projet Nous remercions galement Mr Michel POLLART technicien au laboratoire LAGIS pour son aide pr cieuse et pour le travail qu il a r alis concernant la partie m canique et lectrique du Robucar Sommaire HS MOTS PEN LS LT Pr sentation du projet esssssesecsssseccsosscecosseccoossesesosesesoose 1 Probl mati 5 PROD a a AE E 2 Cahier d s CAO nn de er 5 3 Pr ion du Rob 5 Pr sentation du RODUOAR sr soient 4 Soluti 6 o SOl tiON PrOpPOS C diese nn eee sente Travaux effectu s seeseesescescescesessescescesessessesssossescesoessee D Etapes d analyse et de d veloppement 8 1 Commande des moteurs 225 8 2 Commande de direGHON s een sentais 11 3 Validati
23. b Simulink ControlDesk Figure 4 Sch ma de principe 8 L architecture de commande d un moteur est repr sent e dans la figure ci dessus Nous programmons sous Matlab Simulink nous chargeons le programme dans la Dspace 1103 qui envoie un signal analogique au variateur via son interface E S Le variateur envoie la consigne au moteur Nous pouvons ensuite r cup rer la position du moteur gr ce un capteur incr mental GI338 reli directement la carte d acquisition Dspace vitesse du moteur Vitesse max 0 2 5V 5V tension d alimentation du moteur Marche arri re Marche avant Figure 5 Caract ristique moteur Le moteur a une caract ristique particuli re au niveau de sa tension d alimentation cf figure 5 En effet la tension envoy e au moteur est toujours positive En fonction de sa valeur le moteur tourne dans un certain sens Pour ne pas mettre en erreur les variateurs il faut au d marrage envoyer une consigne de 2 5V Cela correspond une vitesse nulle Il faut savoir que le moteur est pr vu pour recevoir une tension maximum de 5V Or la dSPACE est capable de fournir des signaux analogiques sup rieurs 10V Ainsi pour prot ger le moteur nous avons limit l amplitude du signal analogique 5V Nous avons choisi de commander notre moteur en pourcentage L utilisateur fait varier la p dale entre 0 et 100 ensuite le signal est converti en consigne de vitesse puis finalement cette consigne est
24. ce aux capteurs incr mentaux de chaque moteur on peut r guler chaque roue cf figure ci dessus Consigne vitesse roue In 0 0 00 0 02 0 04 0 06 0 08 0 10 0 12 0 14 0 16 0 18 0 20 M 41 11n1 Consigne vitesse B 1 2 int Vitesse roue droite M41 3 Int Vitesse roue gauche Figure7 R ponse de la vitesse 10 On peut voir sur la courbe que la consigne est bien atteinte et qu il n y a plus d erreur statique Les oscillations observ es sur la figure ne se voient pas sur le comportement des roues Exp rimentalement nous voyons que les deux roues tournent la m me vitesse Apr s avoir valid la commande et la r gulation sur le train arri re nous avons r alis la commande du train avant en se basant sur celle que nous avons r alis pour le train arri re 2 Commande de la direction 2 1 Commande et acquisition Codeur absolu V rin lectrique Communication en SSI Arduino Mega Carte de convserion TTL gt S rie RS232 See PR Port RS232 l Carte d acquisition Le dSPACE 1103 lt gt Matlab Simulink ControlDesk Figure 8 Sch ma de principe de la commande d un v rin de direction La commande pour la direction se fait comme pour celle du moteur quelques petits d tails pr ts En effet la vitesse de d placement se fait avec un signal PWM envoy au variateur De plus le capteur absolu GA240 la particularit de communiquer en SSI Synchronous Serial Interface Or la carte d
25. celles morm de la vitesse de chaque roue Deux graphiques aus E sann OE repr sentent respectivement la tension en le Goa S courant pour chaque roue A terme ils serviront a ns pour la supervision du v hicule Um M a mire 0 000 ARRI RE mire 0 000 EEE ES ES VS EN E 6 7 La gestion marche arr t Lors de la r alisation de l interface graphique sous ControlDesk nous nous sommes rendu compte que nous n avions pas de bouton de marche arr t L utilisateur pouvait d placer le v hicule directement sans avoir le d marrer Nous avons donc g n r un bouton ayant ce genre de fonction Il s agit ici d immobiliser le v hicule ainsi dans le bloc Simulink nous n agissons que sur les variables suivantes la direction l acc l ration le freinage et le rapport de vitesse L utilisateur peut donc quand m me se d placer dans les diff rents layouts Mais le v hicule ne r agira pas La solution choisie est l utilisation de switchs qui selon la condition bouton marche arr t envoient une valeur initiale constante ou les coordonn es du volant 7 Remplacement d une Dspace 1103 par une Dspace MicroAutobox et modification des programmes Lors de notre PFE nous avons t amen s adapter les programmes d une Dspace 1103 qui quipait un autre Robucar une Dspace MicroAutobox La Dspace 1103 est utilis pour des applications de recherche en laboratoire En effet sa taille assez encombrante no
26. du revoir la mani re de faire pour r aliser l objectif qu on s tait fix Par exemple lors de la r cup ration des donn es de l Arduino nous avons voulu utiliser une embedded function pour reconstituer les valeurs des codeurs mais les fonctions utilis es n taient pas support es Ainsi nous avons d cid de le faire autrement en utilisant la logique et le binaire La r cup ration des donn es du RS232 fonctionne parfaitement Lors de la strat gie de commande concernant le freinage et l acc l ration nous avions mis des variables interm diaires qui sauvegardaient l ancienne valeur voulu pour la compar e la nouvelle Cependant le compilateur nous a adress une erreur Nous en avons d duit qu il ne voulait pas faire de sauvegarde en temps r el Nous avons donc cherch une autre solution des blocs de sauvegarde existent pour la dSPACE sous Simulink Apr s configuration des registres nous avons t en mesure de sauvegarder en temps r el et ainsi pu r aliser proprement notre strat gie Proc dure d allumage Nous avons constat que nous ne pouvions pas charger le programme dans la dSPACE n importe comment Il faut respecter une proc dure pour ne pas faire planter le syst me Apr s plusieurs tests nous nous sommes rendus compte que lorsque ControlDesk tait en mode animation et que la voiture tait aliment e le changement du sdf apr s construction sous matlab provoquait un probl me la direction s emballe et v
27. er mat et d en extraire les adresses des variables courant tension et vitesse qu on souhaite sauvegarder Pour communiquer directement avec la Dspace sans passer par l environnement de supervision ControlDesk il existe une librairie de communication en C appel e Clib En effet on a r alis un programme en C qui va directement chercher les valeurs des variables d sir es dont l adresse a t extraite en utilisant le parser travers la libraire Clib Ces donn es sont stock es en temps r el dans un fichier txt 14 G n ration d une structure de donn es EE ee Environnement de supervision Exploitation du fichier mat travers TRCParser TRCParser py Extraction des adresses des variables sauvegarder ge Utilisation de la librairie Clib pour la communication avec la Dspace 1103 a Programme c E Sauvegarde des donn es Dspace 1103 Figure 11 Architecture de sauvergarde 5 Centrale inertielle La mesure de l orientation du v hicule des acc l rations longitudinale et lat rale n cessite l utilisation d une centrale inertielle En effet ces diff rentes mesures seront utilis es dans le future pour le diagnostique la supervision et la r alisation d une commande plus pr cise du v hicule exemple prise en compte des glissements pour la traction On a utilis la centrale inertielle Mti de Xsens qui est compos e de 9 capteurs 3 acc l rom tres 3 gyrom tre
28. ient taper en but Ainsi nous avons mis en place une proc dure suivre pour initialiser correctement le RobuCar et pouvoir le conduire sans soucis Voir la proc dure en ANNEXE Manuel d utilisation La strat gie de commande est diff rente des autres RobuCars Ainsi pour les futurs utilisateurs nous avons cr un manuel d utilisation Nous informons ainsi l utilisateur des particularit s de notre v hicule Il ne tient que sur une page car la plupart des utilisateurs ne lisent pas les manuels d utilisation cf ANNEXE 22 R flexions Au d but de notre projet nous sommes partis de rien Ainsi il tait dur de se projeter dans l avenir pour imaginer le RobuCar rouler Cependant nous avons tout fait pour r aliser notre objectif Nous avons sollicit l aide de Michel POLLART pour la remise en forme du v hicule gr ce lui et son travail nous avons pu voir notre projet rouler Nous nous tions fix s un planning respecter pour pouvoir finir le projet dans les temps Nous nous sommes aper u qu il tait d licat d estimer le temps que les t ches nous prendraient L objectif tait de faire rouler la voiture nous n avons cependant pas pris en compte le temps que nous prendraient les r glages En effet sur cales la commande tait correcte mais sur la piste d essai nous avons bien vu qu il y avait des failles corriger Le manque de temps nous a permis de n en corriger qu une partie seulement Il aurait t int
29. leurs travaux les chercheurs du laboratoire LAGIS se sont rendu compte que cette communication tait source de probl mes et que la robustesse des powerPC tait limit e 2 Cahier des charges Le syst me doit tre embarqu doit permettre de contr ler les entr s et sorties de mani re s re C est dire que le syst me doit tre fiable et s curis pour les utilisateurs Il ne doit y avoir qu un seul syst me pour commander la traction 4x4 et la direction 2x2 Le syst me doit tre capable d acqu rir les donn es de les traiter pour pouvoir commander le RobuCar La supervision du v hicule est galement attendue 3 Pr sentation du Robucar Le Robucar est un v hicule lectrique autonome destin voluer dans des milieux sains ou hostiles afin d accomplir des missions sp cifiques Transports explorations Il est commercialis par la soci t fran aise ROBOSOFT qui est sp cialis e dans les solutions de robotique Le laboratoire LAGIS dispose de plusieurs v hicules de ce type La principale caract ristique de cette gamme est les deux trains identiques et ind pendants Chaque train comporte Deux roues entra n es chacune par un motor ducteur lectrique 48V quip d un frein lectromagn tique manque de courant Deux codeurs incr mentaux Une suspension deux triangles superpos s Une commande de braquage avec un v rin lectrique 48V Un codeur absolu communicant travers une
30. mbre d entr es sorties important n en fait pas un excellent outil pour des applications embarqu es telle que les v hicules autonomes Il existe une autre cat gorie de Dspace savoir la MicroAutobox tr s compacte et qui offre des performances assez proches de celle de la 1103 cons d A HE a a dspace 20068 Figure 13 Dspace MicroAutobox 18 Le travail r alis consiste en la modification des programmes Matlab Simulink et ControlDesk puis leur validation La programmation de la Dspace 1103 se fait via Matlab 2006 la Microautobox quant elle n cessite Matlab 2010 Ce changement de version et de Dspace a n cessit d effectuer plusieurs modification En effet les blocs de communications CAN RS232 ont t chang s et reconfigur s et les diff rents programmes de suivi et d acquisition en C recompil s Au niveau du programme ControlDesk il a juste fallu changer les chemins d acc s Une fois les modifications termin es on s est rendu compte que le programme de suivi automatique d un v hicule ne fonctionnait pas Apr s analyse du probl me on a conclue que le programme n cessitait une puissance de calcul sup rieur celle fournie par la MicoAutobox On a donc modifi le pas de calcul ce qui nous a permis de r soudre le probl me Le v hicule a t ensuite test et valid sur la piste d essai 8 Optimisation de l espace pour la carrosserie Une fois la commande fiable et l interface g
31. me sp cifique pour facilit l utilisation du RobuCar Nous avons cr six layouts diff rents 6 1 Poste de pilotage Comme son nom l indique c est la page principale d utilisation Il y a toutes les informations utiles pour la conduite du v hicule Nous avons donc int gr les informations suivantes Vitesse du v hicule en km h Rapport de vitesse s lectionn Sens de marche avant arri re Mode de direction s lectionn Marche Arr t avec LED Boutons menant aux autres layouts 6 2 R glage volant Ce layout permet l utilisateur de voir les commandes au niveau du volant Une photo du volant permet de voir clairement l cran les attributions des boutons Drocvrecw il Frot de En d tulez MAS R par Beng CONFLAND e Had ELHASNAOUN POSTE DE PILOTAGE a FR montautti tuteur Css see Pa ox ont 2 F3 Asso Beau Domarco T Tims Sin l 5 Ddy e Opare rennes Paena Laise Captia Vibes Take Saw Si eraon 0 000 0 000 0 000 0 000 Mode manuel Le Jen nn Pneu ps A PR ES CS R GLAGE VOLANT 5 gt R trograder rapport de vitesse 6 gt Passer rapport de vitesse 11 gt D crementer le mode de Direction 7 gt Incr menter ls mode de Direction 8 gt Marche arri re ON Poste de pilotage 12 gt Marche ariere OFF 9 Arr t Mode manuel alternatif 10 gt Marche Axe x gt Vola
32. notamment suivi des tutoriels pour comprendre l utilisation du logiciel ControlDesk interface graphique en temps r el Ainsi nous avons cern les capacit s de la dSPACE notamment en terme d entr s sorties les diff rents types de communications possibles Nous avons cr un fichier Simulink pour retrouver les diff rents blocs particuliers la dSPACE Dans un second temps nous le verrons plus tard nous avons rencontr des soucis au niveau du c blage Nous avons donc de nouveau du replonger dans les documentations des variateurs pour pouvoir identifier chaque fil et corriger les erreurs Lorsque le bo tier a t op rationnel nous avons galement du r cup rer les donn es du codeur absolu travers un Arduino ATmega 2560 Nous nous sommes galement document s sur internet pour trouver des solutions l Arduino tant open source 1 Commande des moteurs L objectif de cette partie est de r aliser la commande des moteurs du train arri re dans un premier temps puis dans un second temps tendre cette commande au train avant Pour ce faire nous proc derons en deux parties Dans un premier temps nous nous concentrerons sur l acquisition et la commande du moteur Puis dans un deuxi me temps nous nous int resserons la r gulation en vitesse des moteurs 1 1 Commande et acquisition Codeur incr mental Motor ducteur analogique entr e incr mentale Carte d acquisition dSPACE 1103 lt gt Matla
33. nt Axe y gt P dale de Frein Axe z gt P dale d acc l rateur R gulation Direction PRE ER RCE PEAR A a D ASSURER 6 3 R gulation traction Dans ce layout nous pr sentons notre r gulation de la traction du RobuCar Les quatre roues sont repr sent es la r gulation est repr sent e par un sch ma sur lequel nous avons plac les valeurs suivantes Consigne de vitesse de la roue Capteur de vitesse de la roue Graphique permettant de voir l volution de ces deux valeurs Boutons menant aux autres layouts 6 4 R gulation direction R GULATION DE LA TRACTION mire 0 000 GALCIE DROITE e 0 000 0 000 ARILI RE a AE r glage volant R gulation direction Poste de pilotage Dans ce layout nous pr sentons la r gulation de la direction du RobuCar Les deux v rins de direction sont repr sent s Pour chaque v rin nous avons repr sent le sch ma de r gulation sur lequel nous avons mis les valeurs de Consigne direction Capteur direction Commande appliqu e rapport cyclique Graphiques repr sentant la consigne et le capteur Boutons menant aux autres layouts R GULATION DE LA DIRECTION r glage volant R gulation traction RS PETER ARE PREER FAT R GELATION AVANT H GULA TION ALRI RE v 6 5 Mode manuel alternatif Ce layout permet d activer la commande manuelle alternative
34. on des deux trains eesssssesseereessseerreressererrsree 13 4 Acquisition et sauvegarde du courant tension et vitesse 14 5 Centrale neTuell s2 ae ecran AE EEES 15 6 Interface graphique sous ControlDesk 16 7 Remplacement d une Dspace 1103 par une Dspace MicroAutobox et modification des DFOBTAMINOS 5 imminente indiens 17 8 Optimisation de l espace pour la carrosserie 18 Tests effectu s sur piste d essai ussssssdesenenetnustneeteshetense 18 1 R gulation de la MAO dr an tn 20 2 Blocage de la direction avant en but 20 3 BUS d train ANAL notera EE EREE EER 20 4 Acc l ration trop brutale usueeensseenesssesrrrreressseerrrree 21 D Rapp rts d Doile dise lac ei ES 21 6 Fi bilit du c blage a needed meet 21 Analyse des resultats 5455 sssssere ene tement ira aA Conclusion nr eee corne del tit end ANNEXES nn recu seed este diem eslentossesie ou dia 0020 Introduction Dans le cadre de notre projet de fin d tudes nous avons choisi le sujet Int gration d une carte d acquisition et de commande dans un v hicule autonome Ce projet de fin d tudes entre dans le cadre du projet europ en InTraDE Intelligent Transportation for Dynamic Environment www intrade nwe eu dont le but est de concevoir un syst me de transport intelligent permettant d acheminer du fret l int
35. oues ne doivent pas toucher la carrosserie Nous savions que la voiture avait un probl me r current al atoire sur le train avant pour la traction en r gulation Ainsi pour d placer le v hicule jusqu la piste d essai du laboratoire Lagis 50m de polytech Lille nous avons roul en boucle ouverte faible allure Cette piste nous a permis de v rifier la fiabilit et la s curit de notre v hicule Les tests r els mettent en vidence des points am liorer ou corriger Le probl me de r gulation du train avant non r gl par manque de temps L acc l ration trop brutale r gl Les rapports de bo te de vitesse r gl 19 Le blocage de la direction avant en but r gl La r gulation de la traction non r gl par manque de temps 1 R gulation de la traction Sur la piste d essai nous avons pu tester notre r gulation des roues Cette r gulation est fonctionnelle en ligne droite quand le train avant ne plante pas Le probl me se pose en virage avec l inertie du v hicule la roue int rieure tourne moins vite que la roue ext rieure Sur les voitures il y a un diff rentiel qui prend en compte ce ph nom ne Actuellement sur la voiture il n y a rien qui en tient compte Ainsi la consigne sera de 1 pour la roue int rieure et ext rieure En th orie le v hicule d raperait si c tait le cas or la puissance des moteurs ne le permet pas En pratique on observe que
36. ramen e entre 0 et 2 5V marche avant ou 2 5V et 5V marche arri re en fonction du choix de l utilisateur pr sence d un bouton marche arri re La valeur retourn e par le codeur incr mental est en ppm pulse per minute Nous savons qu en un tour de moteur il y a 500 pulses Ainsi nous pouvons obtenir le nombre de tours du moteur Nous connaissons galement le rapport du r ducteur qui vaut 1 13 Le nombre de tours de roue est donc connu en d rivant cette valeur on obtient la vitesse en tr s Nous pouvons donc avoir un retour pour savoir si la consigne est bien suivie Lors des premiers tests nous nous sommes aper u que la consigne de vitesse n tait pas atteinte De plus les deux roues ne tournaient pas la m me vitesse Nous avons donc mis en place la r gulation des roues en vitesse 1 2 R gulation en vitesse Consigne en Conversion gt vitessel odeur incr menta Figure 6 Sch ma de r gulation des moteurs en vitesse Nous pouvons voir ci dessous le sch ma de r gulation Nous avons choisi de r guler en vitesse car nous avons un capteur incr mental qui nous permet de l obtenir Nous avons donc plac un bloc PID pour corriger l erreur statique Il s agit en fait d un correcteur proportionnel int gral PI Nous avons r gl les param tres du PI exp rimentalement afin d obtenir un comportement ad quat pour une roue Nous envoyons la m me consigne aux deux moteurs du train arri re et gr
37. raphique finie nous avons entrepris de remonter proprement le RobuCar La principale probl matique r side dans le manque de place Nous avons donc optimis les longueurs de c bles cherch le meilleur emplacement pour la dSPACE 1103 et sa carte d E S L installation d un adaptateur de tension a t indispensable En effet l ordinateur doit tre bord du v hicule et fonctionne avec du 220V tout comme la dSPACE Les bo tiers de puissance taient trop grands et touchaient la carrosserie nous avons donc t contraint de les raccourcir Pour fiabiliser le syst me nous avons v rifi les soudures au niveau des connectiques ext rieures et avons plac des protections en plastique sur celles ci Nous avons fait des chemins de c bles en utilisant des colliers colson pour rendre le travail plus propre et que les fils n aillent pas n importe o Apr s cela nous avons test le code nouveau le syst me ne r agissait plus comme avant Nous avons encore d chercher les erreurs de c blage Finalement nous avons trouv que deux fils s tait dessoud s Apr s r paration le syst me tait nouveau enti rement op rationnel et nous avons pu installer la carrosserie Tests effectu s sur piste d essai Deux semaines avant la fin du projet nous avons fini de remonter le v hicule avec sa carrosserie Nous avons v rifi sur cales que la carrosserie ne g nait en rien la direction par exemple lorsque l on braque fond les r
38. relient la dSPACE Nous pensons qu il peut y avoir une perte de qualit du signal d cette connectique Nous n avons pas eu le temps de corriger ce probl me tant donn que la voiture t remont tardivement 20 4 Acc l ration trop brutale Nous avons fait un choix de commande bas sur un v hicule r el C est dire que nous avons voulu reproduire la m me interface de conduite que dans une voiture normale Nous avons donc opt pour 5 rapports de vitesse Cependant cause des caract ristiques des moteurs lectriques il faut lisser l acc l ration En effet un moteur lectrique fournit le couple instantan ment Pour am liorer le confort du conducteur il faut cr er une rampe qui permet d atteindre ce couple de mani re progressive Nous avons effectu cette rampe pour une meilleure qualit de conduite quand le v hicule tait sur cales Lorsque nous avons pos le v hicule et fait les premiers tests sur la piste d essai nous nous sommes rendu compte que les passages de vitesse taient toujours trop violents l acc l ration du v hicule tait bien trop importante sauf pour la premi re vitesse Nous avons corrig ce probl me en configurant les variateurs des moteurs Nous avons augment le temps de r ponse ce dernier tait vraiment trop court Apr s cette modification les acc l rations taient moins brusques 5 Rapports de bo te Apr s avoir fait tester la voiture plusieurs personnes
39. s Le codeur absolu est bas sur 13bits or nous avons des tableaux de 14bits le bit en plus repr sente un bit de start Il faut d caler d un bit pour avoir les bonnes valeurs du codeur La fonction retourne les bonnes valeurs de position SendPosition Les valeurs obtenues en d cimal sont cod es sur 13bits Or lors de la communication s rie on crit sur 8bits Ainsi nous avons choisi de diviser la position en deux octets que nous allons position avant bytel Ba envoyer s par ment 256 et 2yte2 positionavant byte 256 Pour pouvoir diff rencier les valeurs du train avant de celles du train arri re nous avons utilis un bit de marquage nous ajoutons 32 en d cimal au byte3 donc pour le train arri re position arri re 32 256 et byte4 position arri re byte3 x256 byte3 Nous avons fait un code sous Simulink permettant de r cup rer les octets et de reconstituer les bonnes valeurs des codeurs avant et arri re 2 3 R gulation du v rin en position Correcteur PI Figure 9 sch ma de la r gulation de la direction Consigne en Conversion gt position Strat gie de commande du rappport cychque Nous pouvons voir le sch ma de r gulation on remarquera que l on a galement choisi de commander en pourcentage On convertit cette consigne en position pour pouvoir r guler Nous avons r gl le PI exp rimentalement dans le but d avoir une direction sans coup Le
40. s pour mesurer les vitesses angulaires 3 magn tom tres pour obtenir la direction du champ magn tique terrestre Figure 12 Centrale inertielle Xsens MTi Cette centrale int gre son propre processeur ainsi qu une m moire permettant de stocker les informations relatives son talonnage et les options d enregistrement qu on aura choisi lors de la configuration La liaison est assur e par un c ble USB s rie En effet la carte d acquisition de la Dspace ne est pas quip e d un port USB on a donc connect la centrale directement au PC Xsens le fournisseur de la centrale inertielle met disposition des utilisateurs un ensemble de librairies en C pour la configuration et l acquisition des mesures Le travail qui a t r alis pour cette partie est un programme en C qui utilise ces librairies ainsi que la librairie Clib pour la transmission des donn es depuis le PC vers la Dspace L utilisation de la librairie Clib est ici n cessaire car la centrale est connect e sur le PC et non sur la Dspace 6 Interface graphique sous ControlDesk Lorsque notre syst me a fini par bien fonctionner et que l on ne devait plus modifier le layout de mani re r currente nous avons r alis une interface graphique ergonomique Durant toute la dur e du projet nous avons travaill avec un unique layout qui nous servait tout afficher sur la m me page Nous avons donc par la suite cr plusieurs layouts ayant chacun un th
41. sortie Humidit relative 95 sans condensation Protection IP64 Caract ristiques des entr es Affectation des couleurs chu c ble Niveau haut 2 0 7 Uslim mveau bas lt 0 3 V Gin cam LL I s an F E ZERO DA A Permet le calage z ro du codeur a f Eurr e reli e par une resistance de rappel interne de 10 kQ archos au OV Le calage z ro du codeur est r alis en envoyant 7 biseta za use impulsion U alim sur l entr e z ro CE Fr 10 buan AT Entr e VR mr S lection du sens d volution du code LE Entr e reli e par une r sistance de rappel interne de 10 k r e GE U alim code croissant pour la rotation dans le sens horaire me e un 16 rse pai 19 inam li sim R f rences de commande D GA240 bride standardi O Awo 1O mm A ee D Omm joie d tanch it Codu et r solutioh W Coca Gra 15 bis stmantation 10 30 VDC le A 2 Code binaire 1 bita alimentation 10 39 VDOC RS PAA posem Z 01 From eoupe radal moc siie bind che 1 m CT Eire raiul mods WO Eirias radiale mao ccreeat nut formatki GA240 3 OD CO 02 Figure 9 Description du codeur absolu 37
42. ulation de direction et avons constat que nous n envoyions pas de rapport cyclique pour faire bouger le v rin Avec l inertie du v hicule en virage il est possible de d passer les seuils de s curit que nous avions fix s Ces seuils de s curit se transforment dans cette situation en pur danger Nous les avons donc revus pour viter ces blocages dangereux Actuellement la voiture est plus s re et la direction ne se bloque plus 3 Bug du train avant Au cours du d veloppement de notre projet nous avons remarqu que le train avant avait un probl me r curent au niveau de la r gulation de la traction Sur cales le probl me tait assez rare mais d s que nous avons pos la voiture le probl me s est r v l tre plus important que nous le pensions Nous avons cherch l origine de cette erreur Tout d abord dans la direction car c tait lorsque l on tournait le volant que les roues s emballaient Nous n avons rien trouv dans cette voie l Nous avons ensuite pens un probl me de capteur car la voiture ne plante pas en boucle ouverte Nous pensons que cela pourrait tre d la mani re dont les capteurs sont connect s la dSPACE ils ne sont pas branch s directement sur la ASPACE comme ceux du train arri re En effet la r gulation du train arri re fonctionne sans soucis Les capteurs du train avant sont ramen s l int rieur du bloc de puissance avant sur une connectique type d sub puis des c bles les
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