Инженерный журнал: наука и инновацииЭЛЕКТРОННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАНИЕ
свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-53688 от 17 апреля 2013 г. ISSN 2308-6033. DOI 10.18698/2308-6033
  • Русский
  • Английский
Статья

Система управления беспилотным летательным аппаратом

Опубликовано: 12.09.2018

Авторы: Чулин Н.А., Миронова И.В.

Опубликовано в выпуске: #9(81)/2018

DOI: 10.18698/2308-6033-2018-9-1802

Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Динамика, баллистика, управление движением летательных аппаратов

В современном мире квадрокоптеры, одни из простейших беспилотных летательных аппаратов, получили широкое распространение. Для того чтобы четко управлять движением квадрокоптера, необходимо не только понимать процесс его движения, но и знать динамику всей его конструкции. Как правило, закрытость системы управления квадрокоптером приводит к низкой его эффективности, если иметь в виду соотношение выполняемых задач и затраты на эксплуатацию, перенастройку и обслуживание. В работе обоснована возможность построения системы управления с открытым кодом, рассмотрено функционирование основных полетных режимов, изучены некоторые причины возникновения автоколебаний и расходящихся колебаний системы стабилизации положения аппарата. Разработанная математическая модель винтомоторной группы квадрокоптера позволяет анализировать и прогнозировать специфику его системы управления при настройке для решения конкретной задачи


Литература
[1] Гэн К., Чулин Н.А. Алгоритм навигации беспилотного летательного аппарата на основе улучшенного алгоритма одновременной локализации и картографирования с адаптивным локальным диапазоном наблюдения. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение, 2017, № 3, с. 76–94. DOI: 10.18698/0236-3933-2017-3-76-94
[2] Гэн К., Чулин Н.А. Алгоритмы стабилизации для автоматического управления траекторным движением квадрокоптера. Наука и образование, 2015, № 5. DOI: 10.7463/0515.0771076
[3] Гэн К., Чулин Н.А. Планирование маршрута на основе облачно-точечной карты и улучшенного муравьиного алгоритма. Известия Тульского государственного университета. Технические науки, 2016, № 6, с. 80–88. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=26281163 (дата обращения 21.11.2017).
[4] Козловский В.Б., Паршенцев С.А., Ефимов В.В. Вертолет с грузом на внешней подвеске. Москва, Машиностроение, 2008, 304 с.
[5] Voliro. URL: https://www.voliro.ethz.ch/ (дата обращения 07.05.2018).
[6] Schollig A., Augugliaro F., Lupashin S., D’Andrea R. Synchronizing the Motion of a Quadrocopter to Music. IEEE International Conference on Robotics and Automation, 2010, pp. 3355–3360. URL: https://www.ethz.ch/content/dam/ethz/special-interest/mavt/dynamic-systems-n-control/idsc-dam/Research_DAndrea/FMA/Schoellig_ICRA2010.pdf (дата обращения 07.09.2017).
[7] Миронова И.В. Система управления квадрокоптером. Научно-технический семинар молодых специалистов, ученых и студентов, посвященный памяти Главного конструктора, академика АН СССР В.И. Кузнецова, 26 апреля 2017 г. Сб. науч. статей. Москва, 2017, с. 75–82.
[8] Жильцов А.И., Жуков К.С., Рылеев Д.А., Черничкин А.А., Чулин Н.А., Юдин А.Е. Технология разработки системы управления полетом для беспилотного летательного аппарата c помощью геометрического метода. Инженерный журнал: наука и инновации, 2013, вып. 2 (14). DOI: 10.18698/2308-6033-2013-2-522
[9] Beard R.W. Quadrotor. Dynamics and Control. Brigham Young University, 2008, 47 p. URL: http://rwbclasses.groups.et.byu.net/lib/exe/fetch.php?media=quadrotor:beardsquadrotornotes.pdf (дата обращения 25.10.2017).
[10] Канатников А.Н., Крищенко А.П., Ткачев С.Б. Допустимые пространственные траектории беспилотного летательного аппарата в вертикальной плоскости. Наука и образование, 2012, № 3. DOI: 10.18698/1812-3368-2016-3-70-81
[11] Copter Home. URL: http://ardupilot.org/copter/index.html (дата обращения 20.11.2017).
[12] Гурьянов А.Е. Моделирование управления квадрокоптером. Инженерный вестник, 2014, № 8. URL: http://engbul.bmstu.ru/doc/723331.html (дата обращения 01.10.2017).
[13] Шляйхер М. Техника автоматического регулирования для практиков. Москва, JUMO GmbH, 2006, 124 с.
[14] Luukkonen T. Modelling and Control of Quadcopter. School of Science, Espoo, 2011, 26 p. URL: http://sal.aalto.fi/publications/pdf-files/eluu11_public.pdf (дата обращения 16.11.2017).
[15] Develop BLDC motor control algorithms using simulation. URL: https://www.mathworks.com/discovery/bldc-motor-control.html (дата обращения 15.10.2017).
[16] APM 2.6. URL: http://ardupilot.org/copter/docs/common-apm25-and-26-overview.html (дата обращения 18.11.2017).
[17] Santos O., Romero H., Salazar S., Lozano R. Real-time Stabilization of a Quadrotor UAV: Nonlinear Optimal and Suboptimal Control. Journal of Intelligent & Robotic Systems, 2013, vol. 70, iss. 1–4, pp. 79–91. DOI: 10.1007/s10846-012-9711-8
[18] Белинская Ю.С. Реализация типовых маневров четырехвинтового вертолета. Молодежный научно-технический вестник. МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2013, № 4. URL: http://ainsnt.ru/doc/551872.html (дата обращения 11.10.2017).
[19] Белинская Ю.С., Четвериков В.Н. Управление четырехвинтовым вертолетом. Наука и образование, 2012, № 5. DOI: 10.7463/0512.0397373
[20] T-Motor MN3110 780KV. URL: http://store-en.tmotor.com/goods.php?id=336 (дата обращения 20.11.2017).