Адаптивна система автоматичного управління безпілотним літальним апаратом

Abstract

За останні роки використання безпілотних літальних апаратів (БПЛА) вийшло на новий рівень. Чотирьохмоторний літальний апарат називають також квадрокоптером або дроном. Окрім аматорської зйомки з повітря, дрони використовуються для доставляння вантажів, в системах моніторингу, в розвідці та будь-якій іншій діяльності, де доцільно дистанційне спостерігання. Наприклад, оснастивши безпілотник теплові зором, деякі будівельні компанії проводять дослідження споруди на предмет тепловтрат. Повсюдне застосування літальних апаратів провокує уряд деяких країн вносити законопроекти, які забороняють або обмежують використання безпілотників поряд з аеропортами або особливо охоронюваними об’єктами. Окремі країни, наприклад Франція, навіть тренує птахів для перехвату літальних апаратів. Підвищена популярність призвела до виникнення найрізноманітніших по габаритам, потужності та льотним характеристикам видів літальних апаратів. Однією з причин розвитку досліджень в даній області є поява інтелектуальних датчиків на одній мікросхемі, які дозволяють досить точно отримувати дані про положення літального апарату в просторі, що дозволило створити систему управління таким апаратом практично невагомою відносно ваги його складових частин. Головною проблемою, які необхідно вирішити при створенні літального апарату, є розробка закону управління, який дозволяє передбачити поведінку літального апарату при зміні тяги його двигунів і тим самим, керувати ним. Для цього необхідно розробити математичну модель, яка б описувала конкретний апарат. В даній роботі розглядається отримання математичної моделі виходячи з рівнянь руху, які були введені в ході опису сил та крутних моментів, які діють на літальний апарат. Отримана модель дозволила б знайти оптимальні налаштування для вибраного закону управління літальним апаратом.