29 мая 2016г.
БПЛА с каждым годом занимают все большее место как в гражданской, так и военной сфере. Такое развитие данного класса авиатехники обусловлено рядом специфических достоинств, реализация которых позволяет получить существенное преимущество над пилотируемой авиацией для широкого спектра задач, таких как мониторинг экологического состояния местности, аэрофотосъемка, контроль строительства, ведение наблюдения и разведка и т.д. [1]. В связи с этим многие страны начинают развивать отрасль производства отечественных БПЛА различного класса и назначения.
В данной статье рассматривается один из основных этапов разработки БПЛА многороторного типа – разработка математической модели динамики и системы управления движением БПЛА, которая может быть положена в основу разработки и проектирования БПЛА многороторного типа. Полученные выводы по разработке математической модели управления движением также могут быть использованы для разработки математического обеспечения систем управления движением космических аппаратов.
1. Математическая модель динамики БПЛА
Движение БПЛА (квадрокоптера) будем рассматривать в двух взаимосвязанных системах координат – одна из них неподвижная инерциальная (фиксированная) система отсчета {X, Y, Z}, связанная с Землей, а другая – связанная система координат {x, y, z} фиксированная в центре тяжести квадрокоптера [2].
Движение БПЛА можно рассматривать как сумму двух движений – движение центра масс БПЛА в инерциальной системе координат и движение связанных осей БПЛА относительно инерциальной системы координат. Расположение осей координат квадрокоптера изображено на Рисунке 1
Анализ динамических свойств БПЛА как объекта управления осуществляется на основе именно этих уравнений. Для дальнейшего расчета динамики полета системы управления БПЛА (квадрокоптера) используем оптимальный метод с помощью матрицы объекта и управления из линеаризованной системы.
Список литературы
1.
Афанасьев П.П. Беспилотные летательные аппараты. Основы устройства и функционирования. Под ред. И.С. Голубева и И.К. Туркина – изд. 2-е. – М.: Изд-во МАИ, 2009.
2.
Anders Friis Sørensen. Autonomous Control of a Miniature. Quadrotor Following Fast Trajectories. 2010, 98 p.
3. Лебедев А. А., Чернобровкин Л.С., Динамика полета беспилотных летательных аппаратов. Учеб. пособие для вузов. Изд. 2-е, переработанное и доп. М., «Машиностроение», 1973. – 616 с.
4. Красильщиков М.
Н.,
Себрякова Г. Г.
Управление и наведение БЛА на основе современных информационных технологий. – М.:Физматлит, 2003. – 280 с.
