Моделирование и управление квадрокоптерными беспилотными летательными аппаратами

Аннотация

Цель данного исследования заключается в проведении комплексного анализа системного моделирования квадрокоптерных беспилотных летательных аппаратов и разработке эффективных алгоритмов управления как положением, так и траекторией полета. Основной упор делается на проверку и апробацию разработанных систем как в виртуальной среде имитационного моделирования, так и на реальной платформе. В качестве объекта исследования выбран квадрокоптер Crazyflie с открытым исходным кодом, что обеспечивает гибкость в настройке и адаптации алгоритмов управления. Первоначальный этап исследования включает в себя разработку математической модели, которая описывает динамику квадрокоптера. Затем осуществляется создание среды моделирования, которая позволяет проектировать и тестировать архитектуру управления, включая применение каскадных алгоритмов отслеживания положения типа PID. Встроенное программное обеспечение (ПО) для управления квадрокоптером Crazyflie представляет собой инновационную систему, основанную на двухкаскадной схеме ПИД-контроля. Эта схема обеспечивает точное и стабильное управление углами тангажа и крена во время полета. Эта двухкаскадная схема ПИД-контроля обеспечивает высокую стабильность и точность управления квадрокоптером в различных условиях полета, позволяя ему оставаться устойчивым и контролируемым даже при внезапных изменениях окружающей среды или требованиях миссии. Благодаря этой технологии Crazyflie может успешно выполнять широкий спектр задач и использоваться в различных областях, от академических исследований до промышленных применений и развлекательных целей. Результаты данного исследования будут способствовать более глубокому пониманию и реализации стратегий управления наноквадрокоптерами.