Study of the dynamics of automatic control loops of heavy quadcopter

Abstract

Considered the issues of a heavy quadcopter control automation. A mathematical model of the dynamics of motion of a quadcopter is proposed, taking into account the effect of inertia of the change in the speed of rotation of the lifting rotors. The model reveals the dependences of aerodynamic forces and moments acting on a quadcopter. For the purpose of simplification, it is proposed to use mathematical model of only an isolated pre-linearized longitudinal motion of a quadcopter for research. The use for automatic control of a quadrocopter is substantiated not by PID, but by PD-regulation. Variants of control laws are proposed that exclude the influence of the inertia effect on the dynamics of control loops.

Розглянуто питання автоматизації керування важким квадрокоптером. Запропоновано математичну модель динаміки руху квадрокоптера, що враховує ефект інерційності зміни швидкості обертання несних гвинтів. У моделі розкриті залежності аеродинамічних сил і моментів, що діють на квадрокоптер. З метою спрощення досліджень пропонується використовувати для моделювання тільки математичну модель ізольованого, попередньо лінеаризованого поздовжнього руху квадрокоптера. Обґрунтовано використання для автоматичного керування квадрокоптера не ПІД-, а ПД-регулювання. Запропоновано варіанти законів керування, які виключають вплив ефекту інерційності на динаміку контурів автоматичного керування.