Розглянуто синтез автопілота бічного руху безпілотного літального апарата з використанням стандартної лінійно-квадратичної методики, а також однокрокових і багатокрокових методик побудови керування з гарантованою вартістю.

  Скачати повний текст

Запропоновано використовувати методики синтезу оптимальних систем управління (синтезу з використанням теореми розділення) з метою одержання структури регулятора та початкового наближення вектора змінних параметрів автопілота для процедури робастної оптимізації неперервної та дискретної систем управління за неповних і неточних вимірювань вектора стана. Розроблено процедуру пониження порядку синтезованих регуляторів, що призводить до мінімальних змін якості системи та забезпечує можливість реалізації одержаного закону управління з використанням простого бортового комп'ютера безпілотними літальними апаратами (БПЛА). Як початкові значення вектора змінних параметрів регулятора запропоновано використовувати методи синтезу системи управління з застосуванням спостерігача пониженого порядку для випадку, коли необхідно одержати більш простий закон управління. За розробленими методиками структурно-параметричної робастної оптимізації розв'язано задачу синтезу системи управління польотом малих БПЛА зі спрощеною системою датчиків, що дозволяє уникнути використання дорогих триступеневих гіроскопів або безплатформних курсовертикалей. Виконано моделювання неперервної та дискретної систем управління БПЛА та малим літальним апаратом з урахуванням різних нелінійностей, притаманних реальному об'єкту.

Розглянуто питання використання систем розпізнавання зображень в межах систем автопілота у безпілотних літальних апаратах. Розглянуто методи попередньої обробки та коефіцієнти роботи цих методів при обробці супутникових зображень. Для роботи в середовищі Microsoft Visual Studio написано відповідні функції для роботи з зображеннями.

Розглянуто структурно-параметричний синтез системи управління безпілотного літального апарату. Синтез виконувався з використанням теореми розділення. Синтезовано оптимальний стохастичний фільтр Калмана та оптимальний детермінований регулятор. Виконано пониження порядку одержаного закону управління для можливості подальшої реалізації на бортовому комп'ютері. З використанням описаної процедури синтезовано автопілот повздовжнього каналу безпілотного літального апарату з обмеженою кількістю навігаційних датчиків та за наявності випадкових збурень. Аерокосмічні коефіцієнти, необхідні для опису об'єкта у просторі станів, одержано з використанням програми DATCOM.

Індекс рубрикатора НБУВ: О571-521.9

Рубрики:

Аеронавігація. Літаководіння

Шифр НБУВ: Ж72727 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: О52-082.022.9 + О571.521.9

Шифр НБУВ: Ж62212 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Розробка математичної та експериментальної моделі експериментального полікоптерного БПЛА НАУ ПКФ "Аврора" октакоптерной схеми для проведення експериментальних польотів в ручному, напівавтоматичному і автоматичному безпілотному режимах. З 14.03.2016 по 21.03.2016 проведена серія експериментального польотів (10 польотів) різніх 10 щурів на висоті 700 метрів на полікоптері (октакоптері) НАУ ПКФ "Аврора" у герметічній кабіні із подальшим визначенням соматичного та неврологічного статусу а також із визначенням поведінковіх реакцій тварин післе такого польоту. Отримані логи польотів "чорного ящика" автопілота свідчать про зовсім незначні (практично непомітні) коливання по тангажу, крену і рісканію під час польоту, незначні коливання по висоті під час майже нерухомого зависання полікоптера на різних висотах, і повністю адекватні рухам і маневрам літального апарату коливання показників цих датчиків. Аналіз відеозаписів з жорстко закріплених камер полікоптеру також свідчить про плавность і про практично "ювелірну" точність маневрування полікоптера на різних висотах, що свідчить про практично стовідсоткове вирішення поставленого технічного завдання. У ході даних досліджень експериментально доведена повністю безпечна можливість польоту живої істоти класу ссавців (щурів) на полікоптерному транспортному засобі, навіть у відкритій кабіні. При відповідному доопрацюванні можливо у майбутньому ставити питання про розробку і будівництво пасажирських полікоптерних флаєрів для повністю безпечної повітряного перевезення людей [6, 7, 8]. За рівнем шкідливих механічних впливів на організм людини (перевантаження прискорення, коливання, вібрації) полікоптерний транспорт в десятки разів безпечніший і менш шкідливий для пасажирів, ніж автомобільний транспорт, що має особливе значення при доставці пацієнтів нейрохірургічного, політравматологіческого, кардіологічного та реанімаційного профілю у тяжкому і вкрай важкому станах в операційні та реанімаційні відділення лікарень і медичних центрів.

Індекс рубрикатора НБУВ: О541

Рубрики:

Літальні апарати вертикального зльоту та посадки

Шифр НБУВ: Ж70861 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Україна має унікальний природний потенціал, що дозволяє стати лідером по виробництву сільськогосподарської продукції в Європі. Проте, для успішного виходу на західні ринки необхідно забезпечити перш за все конкурентоспроможність власної продукції, яка досягається при комплексній механізації технологічних процесів, зниженні затрат праці, збільшенні врожайності та якості одержуваної продукції. Викладені результати техніко-технологічного аналізу робочих органів картоплезбиральних комбайнів компанії GRIMME: бадилеподрібнювача, підкопуючого робочого органу, систем регулювання всіх сепаруючих пристроїв, систем візуальний контроль з управлінням за допомогою шин, систем автоматичного водіння, систем точного землеробства та рекомендації з їх застосування в сучасних умовах ведення аграрного виробництва.

Наведено математичну модель і новий спосіб уніфікованої обробки інформації, відображеної у вигляді тривимірної асоціативно-логічної структури. Отримані нові експериментальні дані. Цей винахід належить до нейроелектроніки та нейрокібернетики й може бути використаним у таких напрямах: у гносеології - основа для ефективнішого та більш цілеспрямованого наукового пошуку практично в усіх розділах науки; у психології та педагогіці - основа для більш ефективного та універсального мислення людини практично в усіх розділах науки, незалежно від спеціальності та професії цієї людини, що робить таке рідкісне явище, як геніальність легко доступним кожному; в електроніці та інформатиці - основа для створення систем штучного інтелекту та якісних систем розпізнавання мовлення та образів, при умові створення мікросхем у котрих запам'ятовуючі елементи зв'язані між собою у трьох вимірах; у авіакосмічній та робототехнічній галузях - можливість розробки нових більш досконалих систем автопілотування, здатних працювати за принципами нейромереж біооб'єктів.

Представлено три розроблені методи синтезу робастних систем управління для невизначеної динамічної моделі безпілотного літального апарату, а саме: на основі методу мю-синтезу, методу робастного пропорційно- інтегрально-похідного управління та методу робастно-пропорційно-інтегрально-похідного управління з використанням оптимізації. Досліджено можливості реалізації розроблених робастних систем управління автопілотом для самольоту типу моно-крило. Показано, що робота системи управління на основі мю-синтезу може досягати кращого спостереження опорного сигналу та придушення збурень. Для реалізації системи управління, заснованої на мюсинтезі, у вигляді складності регулятора необхідно використовувати два паралельні мікроконтролери або двоядерний мікроконтролер. Розроблено адаптивний робастний і робастний пропорціонально-інтегрально-похідний компенсатор для каналу крена, використаний в автопілоті и протестований в реальних польотах. Результати льотних випробувань з адаптивним робастним компенсатором показують більше придушення збурень у каналі крену, ніж зі традиційним.

Мета роботи - спроба систематизувати і намітити теоретичні та практичні методи вирішення завдань, що виникають при створенні безпілотних літальних апаратів на базі серійно вироблюваних легких і ультра-легких літаків. Передбачено, що літак як багатовимірна динамічна система може бути описаний матрицею передавальних функцій, елементи якої можна отримати за оцінками спектральних характеристик, які обчислюються за записами вхідних і вихідних сигналів. Пропонується багатоетапний процес досягнення поставленої мети. На першому етапі будується математична модель літака з використанім методів ідентифікації та оцінювання параметрів динамічних систем. Сформульовано алгоритм процесу конверсії легких і ультра-легких пілотованих літаків в безпілотні літальні апарати, заснований на статистичному методі спектрального аналізу. Далі планується адаптація розробленого алгоритму управління і проведення необхідних досліджень на пілотованому літаку - прототипі. Реалізація польотної програми на пілотованому літаку- прототипі зі зчитуванням параметрів управління в режимі автопілотування дозволить ввести уточнення в математичну модель і алгоритм управління безпілотних літальним апаратом. В опитування оцінки ефективності та практичної цінності пропонованого алгоритму управління зажадали великого обсягу додаткових численних експериментів на прикладі конкретного безпілотного літального апарату сільськогосподарського призначення. Підсумкові результати цих експериментів - в процесі обробки. Тому остаточні висновки про методологічної та практичної цінності пропонованого підходу до проектування сільськогосподарських безпілотних літальних апаратів можна буде зробити тільки після виконання повного обсягу льотних випробувань на експериментальному зразку.

Розглянуто можливість повернення безпілотного літального апарата при виникненні електромагнітної завади, що блокує використання глобальної системи позиціонування та радіо керування. Показано, що в разі збору інформації про місцевість, над якою пролягає маршрут безпілотного літального апарата, за допомогою пасивних датчиків та камер можливо позиціонування апарату для повернення на місце старту. Проведено аналіз моделей, які дозволили створити симуляцію процесу польоту та позиціонування.

Використання класичної теорії управління призводить до необхідності розглядати ліанеаризовані моделі, використовувати лінійні закони управління, спрощені дані, що знижує практичну значимість отриманих результатів. Відповідно, актуальною є задача створення систем управління повітряними суднами, що використовують нелінійні алгоритми управління. Після двох десятиліть майже повного забуття інтерес до штучних нейронних мереж швидко виріс за останні кілька років. Фахівці з таких областей, як технічне конструювання, філософія, фізіологія і психологія, заінтриговані можливостями, наданими цією технологією, і шукають застосування їм всередині своєї галузі. Це відродження інтересу було викликане як теоретичними, так і прикладними досягненнями. На сьогоднішній день розроблені робочі прототипи регуляторів заснованих на "чисто" нейронних мережах різних типів. Для дослідження динамічних характеристик повітряного судна у повздовжньому каналі управління, при впливі на нього автопілота, засобами мови програмування Java змодельований автопілот, що доповнює модель повітряного судна. Запропоновано включити нейроавтопілот в контур управління по висоті, тобто включений нейроавтопілот охоплює основні функції по роботі у виробленні сигналів управління по стабілізації висоти при переході на іншу висоту аналогічно розробленому автопілоту (без урахування контролю швидкості). Для дослідження впливу нейроавтопілота на перехідні процеси моделі повздовжнього каналу повітряного судна, змодельовано дві ситуації: спуск на задану висоту, та підйом на задану висоту, порівнюючи перехідні процеси по висоті між управлінням під впливом автопілоту та нейроавтопілота. На основі аналізу графіків перехідних процесів зроблено висновок, що літак під дією нейроавтопілота не тільки зменшує статичну помилку, а й істотно згладжує перехідний процес по висоті. Більш стабільний і згладжений перехідний процес підвищує безпеку авіаційних перевезень. Проведені дослідження показують, що підхід до управління складними, нелінійними, динамічними системами в ситуаціях невизначеності, який реалізується з використанням адаптації, дає можливість системі управління пристосовуватись до зміни поточної ситуації, включаючи нештатні.

Досліджено можливості використання нейронної мережі (НМ) для реалізації системи уникнення перешкод на дорозі. Розглянуто алгоритми, на основі яких може працювати така система, та принципи навчання НМ. Для проведення дослідження розроблено симулятор на базі Unity та ML Agents. За допомогою симулятора досліджено ефективність навчання та роботи цієї НМ за різних конфігурацій.

Досліджено можливість створення комп'ютерної моделі керування безпілотним літальним апаратом (БПЛА) із застосуванням дистанційних хмарних обчислень за заздалегідь заданими сценаріями з робочого стола користувача. Для цього створено експериментальну установку, яка включає квадрокоптер, персональний комп'ютер з операційною системою Windows, бортовий комп'ютер Raspberry-3 з операційною системою Linux, відеокамеру Pi Camera V2, автопілот Pixhawk. Для моделювання процесів керування та передавання відеозображень на комп'ютері Raspberry-3 мовою Python записано власні програми керування та фотопереслідування. За отриманими результатами запропоновано модель керування БПЛА із робочого стола персонального комп'ютера користувача через бортовий комп'ютер без використання стандартного пульта керування та оператора.

Для перевірки достовірності результатів наукових досліджень, характеристик нового та модернізованого бортового обладнання літальних апаратів у Науковому центрі Повітряних Сил (НЦПС) розроблена універсальна випробувальна платформа (УВП) на базі безпілотного літального апарату (БпЛА) А-4К "Альбатрос". Мета статті - обгрунтування технічного обрису та технічних вимог до універсальної випробувальної платформи на базі БпЛА. УВП призначена для вирішення широкого переліку дослідницьких завдань, а саме: проведення льотних випробувань дослідницьких зразків нової апаратури (діючих макетів кореляційно-екстремальних систем навігації, постановників радіозавад, апаратури захисту супутникових навігаційних систем від дії засобів РЕБ, імітаторів повітряних цілей, систем зв'язку, активних висотомірів і таке ін.); отримання вихідних поточних зображень наземних орієнтирів для дослідження властивостей кореляційно-екстремальних систем навігації літальних апаратів; системи обробки інформації, 2022, випуск 1 (168) ISSN 1681-771015 - проведення льотних випробувань систем автосупроводження об'єктів, які визначені оператором на відеозображенні; дослідження роботи алгоритмів ройової взаємодії груп БпЛА; отримання вихідних даних для нейронних мереж, що здійснюють автоматичну класифікацію об'єктів на відеозображенні; дослідження характеристик наземних засобів (РЛС, постановників завад, станцій зв'язку та ін.) методом облітання. Базою для УВП був обраний БпЛА типу А-4К "Альбатрос" розробки ТОВ "Науково-промислові системи", м. Харків. Система управління УВП базується на промисловому польотному контролері типу Pixhawk з вбудованим програмним забезпеченням PX4. При проведенні льотних випробувань необхідно забезпечити взаємодію бортової системи управління та наземним пунктом контролю і управління з корисним навантаженням (апаратурою, що випробується). УВП розробляється як універсальна, тому вона була оснащена спеціальним пристроєм керування корисним навантаженням, який може забезпечити обмін даними та командами з бортовою системою управління та наземним пунктом контролю і управління за протоколом MAVLink та здійснювати керування корисним навантаженням за допомогою портів вводувиводу та стандартних шин різних типів. Підготовка місії для проведення експериментальних досліджень з корисним навантаженням в режимі автопілоту здійснюється спеціалізованим програмним забезпеченням з відкритим вихідним кодом QGroungControl. Попередня перевірка коректності підготовленої місії та відповідності плану проведення експериментальних досліджень виконується шляхом моделювання польоту УВП в системі симуляції Gazebo. Правильність запропонованих технічних рішень, що були впроваджені при створенні УВП, підтверджена в ході випробувальних польотів. Використання розробленої універсальної випробувальної платформи дозволяє в десятки або сотні разів знизити фінансові витрати на льотні випробування дослідницького обладнання у порівнянні з застосуванням пілотованої авіації а також значно скоротити час на підготовку проведення льотних випробувань.

Розроблено технологію автономного зльоту та посадки безпілотного літального апарата (БПЛА). Мета роботи - підвищення ефективності виконання завдань, які стоять перед безпілотною авіацією. Показано, що застосування запропонованої технології надасть змогу значно підвищити автономність виконання зльоту та посадки з широкого діапазону початкових умов. Продемонстровано, що розроблена технологія не передбачає складних маневрів для посадки БПЛА. Перевагою технології є здатність працювати з поширеними типами сучасних автопілотів.

Розглянуто розсуд при укладенні договору оренди житла під час воєнного стану. Досліджено порушення Російською Федерацією міжнародних стандартів прав дітей. Визначено особливості кримінального провадження в умовах воєнного стану. Розглянуто питання юрисдикції господарських судів: історія та сучасність. Визначено сучасні проблеми прав біженців. Зазначено правове регулювання допорогової процедури закупівлі; правове регулювання відео-, аудіо- та інтернет-трансляції спортивних заходів. Увагу приділено питанням відшкодування шкоди, завданої автотранспортним засобом в режимі автопілотування: вступ до проблематики. Досліджено правове регулювання спортивного контракту; правове регулювання контрактів у кіберспорті. Визначено особливості немайнових прав дітей. Зазначено особливості авіаційних перевезень за договором чартеру (фрахтування). Досліджено становлення та регулювання кіберспорту на теренах України. охарактеризовано поняття самопредставництва в цивільному праві. Доведено питання захисту прав інтелектуальної власності в кіберспорті. Зазначено медіацію як спосіб вирішення спортивних спорів. Розглянуто проблеми розвитку кіберспорту.