Correspondants: Yann LABIT & Pascal IZZO

1 Matlab Expo 2014 - Paris

  Le LAAS-CNRS & Airbus Helicopters   Les enjeux   Le projet

  Description

  Méthodes de codage avec Simulink   Points forts

  Conclusion & Perspectives 2 Matlab Expo 2014 LAAS-CNRS

3 Matlab Expo 2014 LAAS-CNRS

4 Matlab Expo 2014

Chercheurs :    496

91 Chercheurs CNRS

127 Enseignants-Chercheurs

6  Chercheurs CDD

35 Post-doctorants

237 Doctorants

ITA/ITAOS :     145

90 ITA CNRS

14 ITAOS

41 ITA Contractuels          

Les contributeurs au LAAS: C. Albea-Sanchez, F. Gouaisbaut, Y. Labit, V. Mahout LAAS-CNRS

5 Matlab Expo 2014

Thématiques sous-jacentes : - Conception (analyse et synthèse de systèmes) - Energie (production, stockage, conversion) - Perception physique (capteurs & traitements) - Réseaux (mesh et ad-hoc, internet QoS, temps réel) - Mobilité (réseaux mobiles, robots) - Autonomie (apprentissage, décision, adaptation) - Interprétation et Commande (analyse et action) - Sécurité Sûreté de Fonctionnement (protection de vie privée)

ADREAM Supports pour la Conception, la Validation, l’Expérimentation de ces Systèmes, comportant: - des Projets de recherche concertés - des Plates-formes de conception: CAO, Réseau, Robotique, Systèmes Embarqués et Energie - un Bâtiment Instrumenté à Energie Optimisée

LAAS-CNRS

6 Matlab Expo 2014 LAAS-CNRS

7 Matlab Expo 2014

le 2 janvier 2014

23,000 collègues +12,000 hélicoptères en service

présent dans 150 pays civil et militaire

Les contributeurs à Airbus Helicopters: J.M. Allietta, P. Izzo LAAS-CNRS

8 Matlab Expo 2014 LAAS-CNRS

9 Matlab Expo 2014

  Pour le LAAS-CNRS : ✓ Multi-échantillonnage, performances, lois de commande,

synchronisation, développement de simulateur, supervision.   Pour Airbus Helicopters :

✓ Simulateur facilement manipulable (Matlab /Simulink beginner), tests en simulation des modes (normal, dégradé) pour le pilotage pour un passage vers le test réel.

contrat 1

Modèle initial TC (A. Hel.)

Modèle TD et

Simulateur Simulink

contrat 2 contrat 3

Système de

monitoring

Génération code C et

supervision

LAAS-CNRS

10 Matlab Expo 2014 LAAS-CNRS

Exploiter les capacités de l’outil Simulink pour construire un simulateur (non temps réel) des servocommandes (en technologie numérique) sur

un hélicoptère type NH90

Les contraintes techniques: - Présence de redondances; - Boucles multiples d’asservissement; - Utilisation de blocs numériques (TZ); - Gestion de plusieurs périodes d’échantillonnage et synchronisation; - Résultats accessibles rapidement (global ou point par point); - Signaux de types différents; - Validité des chaines et échanges d’informations.

11 Matlab Expo 2014 LAAS-CNRS

Le but de ce projet est de construire un simulateur Simulink afin d’évaluer le passage en technologie numérique des 4 calculateurs analogiques assurant le contrôle de 4 actionneurs hydrauliques à redondance quadruple montés sur hélicoptère type NH90.

A partir du modèle analogique d’asservissement déjà réalisé et du modèle discrétisé sous Matlab (phase amont réalisée par C. Albea-Sanchez et F. Gouaisbaut), il s’agit de numériser et d’adapter les boucles d’asservissements en vérifiant, par Simulink, que la technologie numérique n’engendre aucun problème de performances (stabilité, précision…) en modes nominal et dégradé.

12 Matlab Expo 2014 LAAS-CNRS

13 Matlab Expo 2014

Pour 1 information sur un axe FORE:

Chaine dupliquée 4 fois

Pour une chaine:

Lane a (Control) et Lane b (monitoring)

LAAS-CNRS

14 Matlab Expo 2014

Pour une chaine:

Lane a (Control) et Lane b (monitoring)

Pour une lane « control »:

3 boucles d’asservissement 3 fréquences d’échantillonnage

Difficulté supplémentaire: transmission et synchronisation des informations inter-chaines

LAAS-CNRS

15 Matlab Expo 2014 LAAS-CNRS

16 Matlab Expo 2014

AXE FORE / CHAINE 1 / LANE a (Control)

AXE FORE / CHAINE 1 / LANE b (monitoring)

LAAS-CNRS

17 Matlab Expo 2014

Asservissement en position (vérin) à Freq1 Asservissement en position (distributeur) à Freq2

Asservissement en courant (moteur) à Freq3

Difficulté supplémentaire: gérer la transmission et synchronisation des informations inter-chaines (valeurs et validités)

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18 Matlab Expo 2014

AXE FORE - REFERENCE

CONTROL & MONITORING CHANNEL 1 (PRIM 1)

CONTROL & MONITORING CHANNEL 2 (PRIM 2)

CONTROL & MONITORING CHANNEL 3 (SEQ 1)

CONTROL & MONITORING CHANNEL 4 (SEQ 2)

LAAS-CNRS

19 Matlab Expo 2014

Système de supervision

Modèle des 4 chaines (Prim1 & 2, Seq1 & 2)

=4*2*3 = 24 boucles d’asservissement pour un axe

Données disponibles Interface de pannes Générateur de référence Menu Général LAAS-CNRS

20 Matlab Expo 2014

Lecture de fichier .pdf (notice d’utilisation) Mode d’initialisation (clic simple, (re)mise à jour des variables)

Modification des fréquences d’échantillonnage

Modification des paramètres de monitoring Démarrage de Simulation (clic simple, avec options)

Graphiques des paramètres utiles (clic simple, routine .m)

Graphique spécifique (Appel par nom spécifique)

Consigne téléchargeable (fichier .csv par ex)

Conversion des paramètres utiles en fichier .xls (par ex)

LAAS-CNRS

21 Matlab Expo 2014

Graphiques des paramètres utiles (clic simple, routine .m)

LAAS-CNRS

POSITION

POSITION

COURANT

VITESSE

PANNES / DEFAUTS

22 Matlab Expo 2014 LAAS-CNRS

23 Matlab Expo 2014

- Choix d’utiliser Simulink (& Matlab) pour un projet de SIMULATEUR de SERVOCOMMANDE pour hélicoptère type NH90. - Approche facilitée pour un utilisateur « débutant » Matlab/Simulink (modèle paramétrable).

Les contraintes:

- Présence de redondances; OK - Boucles multiples d’asservissement; OK - Utilisation de blocs numériques (TZ); OK - Gestion de plusieurs périodes d’échantillonnage et synchronisation; OK - Résultats accessibles rapidement; OK - Signaux de types différents; OK - Validité des chaines et échanges d’informations. OK

LAAS-CNRS

24 Matlab Expo 2014

Ce passage numérique (logique de contrôle) sera implémenté sur des cartes CPU (V. Mahout). L’implémentation CPU pourra traiter aussi les fonctions :

- Sélection des ordres venant des calculateurs de conduite du vol - Synchronisation entre chaines de commande actionneurs - Détection de pannes - Gestion de configuration

A terme, cette génération de code (C) sera testée sur un banc de test (Airbus Helicopters) afin de reproduire différents cas de fonctionnement (nominal, dégradé avec pannes…) et valider les performances pré-établies sur le simulateur.

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25 Matlab Expo 2014 LAAS-CNRS

C. Albea-Sanchez, F. Gouaibaut, Y. Labit, V. Mahout {calbea, fgouaisb, ylabit, vmahout}@laas.fr

Responsables d’équipes et thèmes concernés: D. Arzelier (« Commande »): arzelier@laas.fr

K. Drira (« Communication »): drira@laas.fr

P. Izzo J. M. Allietta

{pascal.izzo, jean-marie.allietta}@airbus.com