или войти через:
Ваша корзина пока пуста
favorite_border
Доступно только зарегистрированным пользователям

БПЛА Tailsitter самостоятельно подстраивает режим полета

schedule 09.06.2015 в 05:46 link беспилотники БПЛА ETH Zurich Tailsitter
В августе 2014 года исследователи Google объявили, что они тайно разрабатывают программу доставки беспилотниками, которые могут соперничать с дронами для Amazon Prime Air. Система Project Wing была основана на механически простом дизайне «tailsitter» - гибридном транспортном средстве, которое взлетает вертикально, как мультикоптер, но способно летать горизонтально с неподвижным крылом. После испытаний, однако, Google отказался от этого дизайна, аргументировав, что БПЛА трудно управлять, и он плохо работает при сильных ветрах. С тех пор исследователи ETH Zurich разработали новый алгоритм для устойчивого управления летательным аппаратом Tailsitter в режиме зависания, - передает Robotics.ua.



Используя новый алгоритм, Tailsitter способен менять любую ориентацию, в том числе переворачиваться вверх ногами. ETH еще не продемонстрировали свой алгоритм в реальных условиях, однако, учитывая надежность решения, показанном на видео, возможно, Google не будет отказываться от дизайна Tailsitter слишком быстро для своего следующего проекта.

Как он работает?

Tailsitter обеспечивает возможность наведения с упорным направлением вверх. Для быстрого полета вперед транспортное средство наклоняется к почти горизонтальному положению после удачного вертикального взлета. По сравнению с другими аппаратами с неподвижным крылом как Tiltrotors и Tiltwings, основным преимуществом Tailsitter является его механическая простота: здесь нет механизма для изменения направления двигательной системы, что экономит вес и повышает надежность.

Алгоритм показано на видео (ниже) на основе оптимального управления. Оптимальные траектории для множества ориентаций были выбраны с соответствующими скоростями и хранятся в небольшой таблице поиска (500 записей). Внешняя схема управления работает на частоте 50 Гц и считывает нужные позиции корпуса для текущей ориентации, выбранной из таблицы поиска, и передает их на внутренний блок управления. Внутренний блок управления работает на частоте 1000 Гц и отслеживает желаемые скорости, включая работу двух винтов и двух закрылок с использованием обратной связи от скорости гироскопа. Полученная в реальном времени вычислительная сложность является крайне низкой.

Пропеллеры приводятся в действие от бесщеточного двигателя HackerA05-13S, который прикреплен к крыльям с помощью 3D-печатных креплений. В то время как транспортное средство летит в воздухе, очень важно, чтобы большая часть закрылок в пропеллере была индуцирована воздушным потоком, чтобы сохранить их эффективными и позволить системе высокую маневренность. Двигатель управляется контроллером ZTWSpider 12AESC, который идет на заказ с прошивкой SimonK, что позволяет ему быстро реагировать на изменения тяги. С прошивкой SimonK, настроенной на быстрый отклик, контроллеры двигателя довольно быстро нагреваются и поэтому направляются к воздушному потоку пропеллера для охлаждения.

Две радиостанции прикреплены на нижней стороне транспортного средства; модуль Wifly для высокой пропускной телеметрии и низкой латентности с радиоканалом получает команды управления от наземной станции.Общая задержка системы, включая захват движений и радиосвязи, составляет около 35 миллисекунд.

Закрылки приводятся в действие от сервоприводов МКС DS65K, которые обеспечивают быструю реакцию на изменения углов закрылок. Закрылки обычной концепции предназначены для полета с неподвижным крылом и не обеспечивают достаточно возможностей управления для режима зависания. Поэтому их площадь увеличивается за счет углеродного волокна. Это увеличивает эффективность закрылок в четыре раза.Максимальное отклонение закрылок – 30 градусов.

Блок управления полетом (FMU) PixhawkPX4 управляет бортовой схемой управления, которая отслеживает желаемые скорости с помощью гироскопа, который также представлен FMU. Процедуры безопасности, которые выключают приводы, если транспортное средство не принимает команды управления или если заряд батареи слишком низкий, также реализованы FMU.
Алгоритм представлен в научно-исследовательской работе «Глобальные стратегии по управлению БПЛА Tailsitter», представленной на Международном симпозиуме по исследованиям робототехники (ISRR) 2015.

Детали:


Корпус: Robbe Mini Wing RC из пенополистирола
Электроника: блок управления полетом РixhawkPX4 FMU
Аккумулятор: Thunder Power RC G6 Pro Lite 25C LiPo 350mAh 2S
Двигатель: Hacker A05-13S
Контроллеры двигателя: ZTWSpider 12AESCs с прошивкой SimonK
Пропеллеры: 5×3 GWSEP-5030
Сервоприводы: MKSDS65K

Больше фото и видео










Комментарии: