А. А. Пастушкова




Скачать 25.49 Kb.
Дата05.08.2016
Размер25.49 Kb.

А.А. Пастушкова


Научные руководители – В.В. Даньшин, ассистент,
Е.В. Чепин, к.т.н., доцент

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

Система моделирования алгоритмов стабилизации и управления беспилотными летательными аппаратами
В данной работе рассмотрена система, моделирующая полет различных типов летательных аппаратов с заданными алгоритмами управления. В качестве таких алгоритмов предложены способы управления беспилотными летательными аппаратами без использования PID-регуляторов, за счет чего отпадает необходимость в подборе значений коэффициентов PID-регуляторов при различных режимах полета.
В современном мире беспилотные летательные аппараты получают все большее распространение. Они используются как в военных целях, например, разведка местности, так и в гражданских, например доставка товаров. Под термином «БПЛА» понимается летательный аппарат без экипажа на борту, оснащенный двигателем, способный нести нагрузку для выполнения целевой функции [1]. По сравнению с обычными летательными аппаратами БПЛА дешевле в эксплуатации, имеют более высокие функциональные возможности, а также БПЛА более мобильны и оперативны.

Основным блоком БПЛА является автоматический полетный контроллер, называемый автопилотом. Автопилот относится к алгоритмам управления низкого уровня, он поддерживает постоянными значения углов крена, рысканья и тангажа, скорости полета, высоты и курсового направления полета [2] (рис. 1).

Автопилот

БПЛА


Управляющие

воздействия

Датчики
Рисунок 1. Взаимодействие автопилота и БПЛА

В настоящее время в качестве автопилота успешно используются PID-регуляторы [3, 4]. С их помощью регулирование осуществляется путем минимизации значения ошибки, получаемого путем вычитания сигнала обратной связи из значения стабилизации. Недостатком PID-регуляторов является необходимость изменения параметров для различных условий полета летательного аппарата в целях получения корректных результатов. В данной работе предложен автопилот с тремя режимами управления БПЛА без использования PID-регуляторов.

Автопилот можно разделить на три подсистемы: система пилотирования, система команд и заложенные алгоритмы перемещения. Система пилотирования реализует непосредственное взаимодействие человека и БПЛА. С помощью системы команд человек взаимодействует с БПЛА через определенные сигналы. Алгоритмы перемещения реализуют движение летательного аппарата по точкам заданного маршрута.

Проверка работоспособности автопилота на реальных летательных аппаратах требует больших затрат, как временных, так и финансовых. Для данной цели была разработана система, моделирующая полет летательных аппаратов с заложенным в них автопилотом, написанная на языке Processing (рис. 2).





Рисунок 2 Система, моделирующая полет БПЛА с автопилотом

Эта система позволяет моделировать алгоритмы управления и стабилизации различных типов летательных аппаратов, таких как коптеры, самолеты, парапланы, и т.д. При использовании данной системы нет риска повреждения летательного аппарата, а также уменьшается время исправления ошибок, обнаруженных в ходе тестирования автопилота.




Список литературы

  1. Красильщиков М. Н., Себряков Г. Г. “Современные информационные технологии в задачах навигации и наведения беспилотных летательных аппаратов”, ФИЗМАТЛИТ, 2009 г, – 556 с.

  2. Рэндал У. Биард, Тимоти У.МакЛэйн “Малые беспилотные летательные аппараты: теория и практика”, ТЕХНОСФЕРА, 2015 г, – 312 с.

  3. Ali M. Farid, S. Masoud Barakati “ UAV Controller Based on Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System and PID ”, University of Sistan and Baluchestan, Zahean, Iran, 2013 г, – 10 с.

  4. B. Kada, Y. Ghazzawi “Robust PID Controller Design for an UAV Flight Control System”, World Congress on Engineering and Computer Science, USA, 2011 г, – 6 с.


База данных защищена авторским правом ©uverenniy.ru 2016
обратиться к администрации

    Главная страница