Дослідження системи управління безпілотних літальних апаратів

Abstract

Предметом вивчення в статті є дослідження системи управління безпілотних літальних апаратів для комп'ютерного симулятора віртуального квадрокоптера. Мета – розробка алгоритму автоматичного пошуку короткого шляху для квадрокоптера та дослідження методів управління квадрокоптером у програмному середовищі розробленого комп'ютерного додатку з сучасним графічним інтерфейсом для роботи за допомогою джойстика із віртуальною моделлю безпілотного літального апарату. Задача – дослідження властивостей сучасних гвинтових безпілотних літальних апаратів і з виявленням особливостей їх функціонування та контролю над їх поведінкою. Розглянуті основні особливості безпілотних літальних апаратів на основі квадрокоптерної схеми побудови, проведений огляд існуючих симуляторів, що дозволяють керувати різною авіаційною технікою. Наведений опис розробленого інтерактивного комп'ютерного додатку, завдяки якому користувач виконує управління безпілотним літальним апаратом у вигляді квадрокоптера. Виявлені особливості переміщення віртуального квадрокоптера у просторі з урахуванням усіх існуючих типів маневрів і з урахуванням інтеграції сучасного контролера для подачі команд літальному апарату та управління створеним програмним інтерфейсом користувача. Проведено розробку методу автоматичного управління літальним апаратом у разі виникнення надзвичайних ситуацій, що дозволяє виконувати самостійне повернення до точки старту за допомогою алгоритму пошуку короткого шляху. Висновки: проведене дослідження системи управління безпілотних літальних апаратів з використанням розробленого програмного симулятора квадрокоптера, що управляється за допомогою джойстика або автоматично, показало працездатність запропонованого методу автоматичного управління літальним апаратом у разі виникнення надзвичайних ситуацій на основі алгоритму пошуку короткого шляху.The subject of the study in the article is research of the control system of unmanned aerial vehicles for the computer simulator of virtual quadrocopter. The goal is the development of an algorithm for automatically finding a shortcut for a quadrocopter and researching control methods for a quadrocopter in a software environment of a developed computer application with a modern graphical interface for working with a joystick with a virtual model of an unmanned aerial vehicle. The task is research of the properties of modern screw unmanned aerial vehicles with the identification of features of their functioning and control over their behavior. The main features of unmanned aerial vehicles on the basis of a quadrocopter construction scheme are considered, a review of existing simulators allowing control of various aviation equipment is conducted. The description of the developed interactive computer application, thanks to which the user controls the unmanned aerial vehicle in the form of a quadrocopter, is given. The features of moving a virtual quadrocopter in space, taking into account all existing types of maneuvers, taking into account the integration of a modern controller to issue commands to an aircraft and control the created software interface, are revealed. A method has been developed for automatic control of aircraft, which, in the event of an emergency, allows for an independent return to the starting point using the shortcut search algorithm. Conclusions: A study of the control system of unmanned aerial vehicles using the developed quadcopter software simulator, which is controlled by a joystick or automatically, showed the efficiency of the proposed method of automatic control of aircraft in case of emergencies based on the shortcut search algorithm.