MATHEMATICAL MODEL OF UNMANNED AERIAL VEHICLE CONTROL IN SINGLE CONTROL CHANNEL

Abstract

The main aim of this research is development of the mathematical model. Developed model will allow deeper, qualitative and faster selection of the proper values of coefficients that are necessary for optimal and effective interaction between the human and machine. Methods. In order to develop a mathematical model of unmanned aerial vehicle control in a single control channel, the classical model of aircraft control was applied. Comparative analysis of turn execution in manual and semiautomatic control modes of unmanned aerial vehicle by remote pilot was applied. Results. The mathematical model “Remote pilot – Remote Control System – Unmanned Aerial Vehicle” under change of unmanned aerial vehicle heading on horizontal plane was proposed. The model takes into account the remote pilot’s actions during airplane control, as well as of aircraft maneuverability when it is equipped with radio control and has a flight controller with several modes of operation. Discussion. The proposed model gives a possibility to analyze peculiarities of different control modes used for unmanned aerial vehicle operation. Select the proper values of coefficients that are necessary for optimal and effective interaction between the human and the machine.

Мета: Головна мета дослідження – створення математичної моделі модель керування безпілотним повітряним судном в одному каналі керування. Створена модель дозволить більш глибоко, якісно і швидше підібрати потрібні величини коефіцієнтів, необхідних для оптимальної і ефективної взаємодії людини і машини. Методи: Для створення математичної моделі керування безпілотним повітряним судном в одному каналі керування було застосовано класичну модель керування повітряним судном. Було застосовано порівняльний аналіз виконання повороту оператором безпілотного повітряного судна в ручному та напівавтоматичному режимі керування. Результати: Запропонована математична модель «Оператор – система дистанційного керування – безпілотне повітряне судно» під час зміни напрямку по курсу в горизонтальній площині. Модель враховує дії оператора під час керування безпілотним повітряним судном, маневреність повітряного судна обладнаним системою дистанційного керування та польотним контролером із можливістю вибору декількох режимів керування. Обговорення: Запропонована модель дає можливість проаналізувати особливості різних режимів керування безпілотним повітряним судном, які застосовуються при функціонуванні безпілотного повітряного судна. Вибір відповідних коефіцієнтів на різних режимах керування безпілотним повітряним судном дозволяє оптимально та ефективно взаємодіяти людині з машиною.

Цель: Главная цель исследования - создание математической модели модель управления беспилотным воздушным судном в одном канале управления. Созданная модель позволит более глубоко, качественно и быстрее подобрать нужные величины коэффициентов, необходимых для оптимальной и эффективной взаимодействия человека и машины. Методы: Для создания математической модели управления беспилотным воздушным судном в одном канале управления было применено классическую модель управления воздушным судном. Был применен сравнительный анализ выполнения поворота оператором беспилотного воздушного судна в ручном и полуавтоматическом режиме управления. Результаты: Предложенная математическая модель «Оператор – система дистанционного управления – беспилотное воздушное судно» во время изменения направления по курсу в горизонтальной плоскости. Модель учитывает действия оператора при управлении беспилотным воздушным судном, маневренность воздушного судна оборудованным системой дистанционного управления и полетным контроллером с возможностью выбора нескольких режимов управления. Обсуждение: Предложенная модель позволяет проанализировать особенности различных режимов управления беспилотным воздушным судном, применяемых при функционировании беспилотного воздушного судна. Выбор соответствующих коэффициентов на различных режимах управления беспилотным воздушным судном позволяет оптимально и эффективно взаимодействовать человеку с машиной.