Разработка системы управления маневрами беспилотного летательного аппарата в вертикальной плоскости

Введение 13
1. Проблема построения системы управления маневрами беспилотного летательного аппарата и пути ее решения 15
1.1 Обзор существующих решений в области управления маневрами беспилотного летательного аппарата 16
1.2 Особенности системы управления маневрами беспилотного летательного аппарата в вертикальной плоскости 17
1.3 Постановка задачи исследования 18
1.4 Описание объекта исследования 19
1.5. Определение требований к САУ 21
2. Разработка системы управления маневрами беспилотного летательного аппарата в вертикальной плоскости 26
2.1 Состав и структура системы управления маневрами беспилотного летательного аппарата в вертикальной плоскости 27
2.2 Алгоритмы системы управления маневрами беспилотного летательного аппарата в вертикальной плоскости 28
3. Математическое моделирование системы управления маневрами беспилотного летательного аппарата в вертикальной плоскости 29
3.1. Требования к построению математической модели 30
3.2. Рулевые органы летательного аппарата и системы координат 31
3.3. Модель вертикального движения БПЛА 34
3.4. Разработка алгоритмов управления и моделирование системы в среде Simulink 38
3.5. Полная модель движения БПЛА 44
3.6. Моделирование и настройка ПИД – регулятора 49
Заключение 54
Список использованных источников 56

Весь текст будет доступен после покупки

Беспилотные летательные аппараты, или БПЛА, также известные как дроны, это летательные аппараты, которые могут выполнять множество задач без человеческого участия. Они используются в различных областях, включая военную, гражданскую и научную.
В военной области БПЛА используются для разведки, боевых действий и управления воздушным пространством. В гражданской области БПЛА можно использовать для выполнения задач, связанных с аэрофотосъемкой, видеосъемкой, доставкой медикаментов и продуктов, поиском пропавших людей и многих других.
Существует несколько типов БПЛА, которые различаются по размеру, скорости, время и полета, высоте полета и другим параметрам. Некоторые БПЛА могут быть довольно крупными и иметь значительную грузоподъемность, тогда как другие могут быть компактными и мобильными.
Разработка системы управления маневрами беспилотного летательного аппарата в вертикальной плоскости включает в себя создание алгоритмов управления, программирование микроконтроллеров, выбор и интеграцию необходимых датчиков и исполнительных устройств, разработку интерфейса управления.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Проблема построения системы управления маневрами беспилотного летательного аппарата и пути ее решения
Проблемы построения системы управления маневрами беспилотного летательного аппарата могут возникать из-за различных причин, таких как недостаточная точность измерения, нестабильность аппарата, влияние внешних факторов и др.
Одним из путей решения проблемы является использование более точных и надежных датчиков и исполнительных устройств. Например, для повышения точности измерения высоты можно использовать комбинацию барометра и лазерного дальномера, а для уменьшения влияния ветра - гироскопы и акселерометры с компенсационными алгоритмами.
Другим путем решения проблемы является разработка более продвинутых алгоритмов управления, который учитывают не только текущие параметры полета, но и предсказывают изменения внешних условий.
Также важным фактором является надежность и безопасность системы. Для этого необходимо проводить тщательное тестирование аппарата и системы управления на различных этапах разработки и эксплуатации.
Использование искусственного интеллекта, такого как нейронные сети и системы машинного обучения, может помочь решить проблемы, связанные с оценкой параметров полета и предсказанием изменений во внешней среде.
В целом, для решения проблем построения системы управления маневрами беспилотного летательного аппарата необходимо применять комплексный подход и использовать передовые технологии в области датчиков, алгоритмов управления и искусственного интеллекта. Также необходимо тестировать и совершенствовать систему управления на всех этапах разработки и эксплуатации.

1.1 Обзор существующих решений в области управления маневрами беспилотного летательного аппарата
На сегодняшний день существует множество различных решений в области управления маневрами беспилотного летательного аппарата, реализованных на разных уровнях технологической зрелости.
Одним из наиболее распространенных способов управления является использование системы GPS. Такая система позволяет точно определять положение и скорость аппарата, а также задавать точки маршрута и координаты для выполнения маневров. Однако, система GPS имеет ограничения внутри помещений и в условиях сильного влияния внешних факторов, таких как наличие препятствий или сильный ветер.
Другим подходом является использование интеллектуальных алгоритмов управления, основанных на искусственных нейронных сетях и системах машинного обучения. Они позволяют более точно управлять аппаратом на основе анализа большого количества данных об окружающей среде и параметрах полета.
Также существуют решения, основанные на комбинации систем GPS и визуальных датчиков, таких как камеры и LiDAR. Это позволяет увеличить точность и надежность управления, особенно в условиях сильного влияния внешних факторов.
Интересным решением являются системы управления на основе мозговых волн, которые позволяют дистанционно управлять аппаратом с помощью мыслей человека.
Также существует много различных подходов к решению проблемы управления маневрами беспилотного летательного аппарата, таких как использование алгоритмов ПИД-регулирования, методов оптимального управления, визуального обнаружения препятствий и др.
В целом, существует много различных решений в области управления маневрами беспилотного летательного аппарата, каждое из которых имеет свои преимущества и ограничения. Выбор наиболее подходящего решения зависит от конкретной задачи и условий эксплуатации аппарата.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Беспилотная авиация: терминология, классификация, современное состояние / В.С.Фетисов, Л.Н.Неугодникова, В.В.Адамовский, Р.А.Красноперов; под ред. В.С.Фетисова.- Уфа: ФОТОН, 2014.- 217 с.
2. Терентьев В.М. Развитие теоретических основ и новые методологические подходы для разработки систем траекторного управления перспективными беспилотными летательными аппаратами. М.: Инновационное машиностроение, 2022.- 748 с.
3. Буков В.Н. Вложение систем. Аналитический подход к анализу и синтезу матричных систем.- Калуга: Изд. науч. литературы Н.Ф.Бочкаревой, 2006.- 720 с.
4. Крутько П.Д. Обратные задачи динамики в теории автоматического управления. Цикл лекций: учебное пособие.- М.: Машиностроение, 2004. – 576 с.
5. Андрющенко Т.А. Разработка системы управления беспилотным летательным аппаратом в режиме «зависание» // НГУ, 2013

Весь текст будет доступен после покупки