43570

Автор(ы): 

Автор(ов): 

2

Параметры публикации

Тип публикации: 

Статья в журнале/сборнике

Название: 

Согласованное взаимодействие групп малых многороторных БПЛА для транспортировки грузов

ISBN/ISSN: 

1999-9429

Наименование источника: 

  • Известия ЮФУ. Технические науки

Обозначение и номер тома: 

№ 2 (187)

Город: 

  • Таганрог

Издательство: 

  • Изд-во ЮФУ

Год издания: 

2017

Страницы: 

198-209
Аннотация
Основной задачей работы являлось построение компьютерной модели для оценки максимально возможной массы, переносимой группой малых многороторных БПЛА. В данной работе рассмотрена динамика системы, состоящей из четырех квадрокоптеров, жестко прикрепленных к концам структуры в виде креста для транспортировки грузов. Рассмотрено движение такой системы с полезной нагрузкой, расположенной на перекрестии. Движение подобной конфигурации описывается с помощью математической модели квадрокоптера. На ее основе произведено моделирование движения системы вдоль различных траекторий: прямой, синусоиды, ромба. Набор траекторий позволяет исследовать поведение системы при выполнении различных маневров. Для каждой из них оценены координатные ошибки следования кривой в условиях изменяющейся среды: учтено наличие воздушного сопротивления движению системы, проведено моделирование порывов ветров. Наложены ограничения по времени полета из начальной точки в конечную. Установлены требования к точности достижения пункта доставки. Точность включает в себя малое отклонение центра масс системы по координате по отношению к конечному пункту, близость к нулю скорости движения креста в малой окрестности конечной точки. Также, в отсутствие ветра, малым должен быть и угол отклонения системы «груз + несущие квадрокоптеры» от горизонтали в конечной точке. С помощью метода Зиглера-Никольса были подобраны коэффициенты ПД-регуляторов, после чего смоделировано движение такой системы вдоль трех траекторий при наличии ветра. Исследована реакция системы при ее движении на сигнал ветра, заданный, как непрерывное изменение во времени скорости и направления ветра, так и в виде ступенчатых функций. В случае успешной транспортировки система остается в устойчивом положении. Проведены оценки полной энергии, затрачиваемой квадрокоптерами на перенос груза для выбранных траекторий, в зависимости от силы и направления ветра. Спроектированная модель универсальна. Она позволяет производить исследования, предварительно задавая желаемые параметры летательных аппаратов, например, грузоподъемность и емкость батарей

Библиографическая ссылка: 

Кочкаров А.А., Агишев Р.Т. Согласованное взаимодействие групп малых многороторных БПЛА для транспортировки грузов // Известия ЮФУ. Технические науки. 2017. № 2 (187). С. 198-209.