Введение 3
Постановка задачи 4
Обзор литературы и актуальность 5
Глава 1. Теоретические сведения о квадрокоптере 6
1.1. Преимущества квадрокоптера 6
1.2. Недостатки квадрокоптера 9
Глава 2. Построение математической модели квадрокоптера 10
2.1. Математическая модель через изменение сил тяги 10
2.2. Математическая модель через изменение углов тяги 12
Глава 3. Построение управления и практическая реализация 14
3.1. Практическая реализация модели через изменение сил тяги 15
3.2. Практическая реализация модели через изменение углов тяги 22
Заключение 26
Выводы 27
Список литературы 28
Приложение 29
Приложение A. Подсистема Quadrotor 29
Приложение B. Подсистема Force2Control 30
Приложение C. Подсистема Force2Control 31
Беспилотные летательные аппараты — одна из наиболее популярных и широко используемых тем. Они активно используются для различных целей от развлекательных до исследовательских, например, при работе в местах, опасных для людей. Все беспилотные летательные аппараты можно разделить на два типа:
1. С неподвижным крылом (fixed wing, например, самолеты).
2. С подвижным крылом (rotary wing, например, вертолеты и прочие мультикоптеры).
Основное преимущество аппаратов с подвижным крылом в том, что они способны сесть и взлететь, не используя для этого взлетно-посадочную полосу, а также в их способности к зависанию в воздухе. В свою очередь, аппараты с подвижным крылом различаются по количеству двигателей: одномоторные (single rotor, вертолет), четырехмоторные (quad-rotor, квадрокоптер) и прочие.
В работе будет рассмотрено управление квадрокоптером двумя способами:
1. Через изменение сил тяги моторов при фиксированных углах тяги.
2. Через изменение углов тяги при постоянной силе тяги.
В работе была построена математическая модель квадрокоптера с изменяющимися углами сил тяги. Для построенной модели сформированы два вида стабилизирующего управления. Первый вид подразумевает изменение величин сил тяги при фиксированных направлениях этих сил. Второй вариант наоборот обусловлен изменением углов сил тяги при фиксированных значениях величины.
В качестве технологии поиска коэффициентов регуляторов в обоих случаях был применен метод построения пропорционально-интегрально-дифференциального (ПИД) регулирования. Построенные управляющие воздействия обеспечивают стабилизацию вращательного движения исследуемого объекта управления. Кроме того, проведен сравнительный анализ построенных стабилизирующих воздействий и сделаны соответствующие выводы.
