Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Koncepcja algorytmu antykolizyjnego bezzałogowych statków powietrznych

Tatko Sebastian, Konatowski Stanisław

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2022

|

Vol. 71, nr 3

113--128

PL

Podstawą nowatorskiego algorytmu antykolizyjnego jest implementacja programowa umożliwiająca unikanie kolizji przez BSP z przeszkodami otoczenia, a także z innymi obiektami latającymi. W artykule wykorzystano uproszczone równania opisujące dynamikę czterowirnikowca ułatwiające modelowanie struktury symulacyjnej. Programowa realizacja modelu czterowirnikowca wraz z kontrolerem jest podstawą działania algorytmu antykolizyjnego. W układzie sterowania modelem zastosowano trójstopniowy kontroler proporcjonalno-całkująco-różniczkujący. Inspiracją powstałego programu jest oddziaływanie magnetyczne. Algorytm omijania przeszkód bazuje na pomiarze wartości kątowych i doborze proporcjonalnej siły wirtualnej. Siła odpychająca czterowirnikowiec od przeszkody jest parametrem zależnym od jego składowych prędkości liniowych, namiaru na przeszkodę oraz odległości od niej. Uzyskane mapy ciepła odzwierciedlają skalowanie wartości oraz kierunku oddziaływania siły odpychającej. Po zdefiniowaniu punktu docelowego oraz położenia przeszkody na pokładzie czterowirnikowca dokonuje się pomiaru niezbędnych parametrów oraz doboru współrzędnych korygujących kurs kolizyjny. Analizie poddano parametry lotu czterowirnikowca oraz współczynniki kontroli algorytmu antykolizyjnego. Poprawność działania programu została sprawdzona w sposób symulacyjny z wykorzystaniem licznych charakterystyk.

EN

The basis of the novel anti-collision algorithm is a software implementation that allows the UAV to avoid collisions with environmental obstacles, as well as with other flying objects. The paper uses simplified equations describing the dynamics of the quadcopter to facilitate the modelling of the simulation structure. The software implementation of the quadcopter model together with the controller is the basis for the operation of the anti-collision algorithm. The model control system uses a three-stage proportional-integral-differential controller. The inspiration of the resulting program is magnetic interaction. The obstacle avoidance algorithm is based on the measurement of angular values and the selection of a proportional virtual force. The force repelling a quadcopter from an obstacle is a parameter that depends on its linear velocity, bearing on the obstacle and distance to the obstacle. The heat maps obtained reflect the scaling of the value and direction of the repulsive force. After defining the target point and the position of the obstacle, the necessary parameters are measured and the collision course correcting coordinates are selected onboard the quadcopter. The flight parameters of the quadcopter and the control coefficients of the anti-collision algorithm were analysed. The correctness of the program’s operation was checked by simulation using numerous characteristics.

2

Mathematical modeling of unmanned movement aircraft – four-rotor

Kisilowski Jerzy, Kowalik Rafał, Parszutowicz Łukasz

Journal of civil engineering and transport

|

2020

|

Vol. 2, No. 3

149--163

EN

The article presents an analytical approach to building a mathematical model of a quadrocopter. The main purpose of building the model was to design an appropriate facility control system and analyze its behavior in various situations. The assumption was made to build a model, control system and all accompanying algorithms in an open programming environment, which will allow their subsequent implementation in a real facility, without the need to use expensive software. The quadrocopter is controlled by the operator by means of hand movements that are read by the camera and properly interpreted using advanced image processing methods. The entire system is visualized and embedded in a three-dimensional simulation environment. The model study was conducted using a DC motor as an input data source. The operation of the model was checked with a controller when a disturbance was introduced into the model. The four-rotor model with a selected regulator was tested by analyzing the angular velocity and position of the object in a rectangular coordinate system. At the end of the article, the results of the simulations made are presented and the resulting conclusions are presented.

PL

W artykule przedstawiono analityczne podejście do budowy modelu matematycznego czterowirnikowca. Głównym celem budowy modelu było zaprojektowanie odpowiedniego systemu sterowania obiektem oraz analiza jego zachowania w różnych sytuacjach. Przyjęto założenie, aby model, system sterowania oraz wszystkie towarzyszące im algorytmy zbudować w otwartym środowisku programistycznym, co pozwoli na ich późniejszą implementację w rzeczywistym obiekcie, bez konieczności stosowania drogiego oprogramowania. Sterowanie czterowirnikowcem przez operatora odbywa się za pomocą ruchów ręki, które są odczytywane przez kamerę i odpowiednio interpretowane przy użyciu zaawansowanych metod przetwarzania obrazu. Cały system jest wizualizowany i osadzony w trójwymiarowym środowisku symulacyjnym. Badania modelowe przeprowadzono z wykorzystaniem silnika prądu stałego jako źródła danych wejściowych. Działanie modelu zostało sprawdzone za pomocą kontrolera po wprowadzeniu do modelu zakłócenia. Model czterowirnikowca z wybranym regulatorem testowano analizując prędkość kątową i położenie obiektu w prostokątnym układzie współrzędnych. Na końcu artykułu zaprezentowano wyniki przeprowadzonych symulacji oraz przedstawiono wynikające z nich wnioski.

3

Modelowanie dynamiki oraz synteza układu sterowania czterowirnikowcem

Pęczkowski M., Kopecki G., Rogalski T.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2017

|

R. 18, nr 6

1024--1028, CD

PL

W pierwszej części pracy omówiono model matematyczny czterowirnikowca, zlinearyzowany w punkcie pracy jakim jest stan ustalony zawisu, oraz metoda identyfikacji współczynników tego modelu. W drugiej części opisano syntezę podstawowego układu sterowania orientacją przestrzenną czterowirnikowca, którą przeprowadzono, wykorzystując teorię układów liniowych i regulatory PI. Zaprojektowany układ sterowania poddano testom symulacyjnym, weryfikującym jego działanie.

EN

Paper describes mathematical model of a quadrotor, identification of its parameters and linearization around hover state. Attitude control algorithms were developed using linear control theory and PI controllers. The results were validated through various simulation tests.

4

Algorytm sterowania czterowirnikowcem

Barański P., Polańczyk M., Strumiłło P.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2011

|

Vol. 52, nr 9

135-138

PL

W artykule omówiono prosty algorytm sterowania platformą latającą złożoną z czterech silników i śmigieł o stałym skoku. Stanowi to dużą zaletę w porównaniu do helikopterów gdzie wymagane są skomplikowane i drogie śmigła o zmiennym skoku. W algorytmie sterowania platformy zastosowano kontroler PID. Do pomiaru położenia platformy latającej wykorzystywany jest czujnik przyśpieszenia oraz żyroskop. Informacje z tych dwóch czujników są integrowane za pomocą filtracji Kalmana w celu uzyskania lepszej estymacji położenia platformy.

EN

The article presents a simple algorithm for controlling a quadcopter composed of four engines an constant pitch propellers. The algorithm is based on a PID controller. The posture of the quadcopter is estimated on the base of an accelerometer and a gyroscope. The data is integrated by a Kalman filter to achieve accurate estimates of the vehicle posture.