Details

Настоящая работа посвящена анализу, разработке и исследованию алгоритмов управления квадрокоптера на примере модели AR.DRONE 2.0, который свободно продается на российском рынке. Особенностью данной модели является открытая операционная система, что позволяет внедрять свои системы управления в готовую модель из коробки. В работе построена математическая модель квадрокоптера. Подробно рассмотрена динамика бесколлекторных электродвигателей, винтов и твердого тела, которым является квадрокоптер. По построенной динамической модели было разработано нелинейное управление, позволяющее уменьшить время выхода на желаемую позицию и увеличить точность движения в пространстве. Создана трехмерная модель квадрокоптера, реализовано визуальное представление движения. Протестированы движения по различным траекториям, как и плоским, так и пространственным. Проведена оценка точности движения. Построена упрощенная система облета препятствий в горизонтальной плоскости. Разработанные алгоритмы в среде Matlab позволяют усовершенствовать управление, используемое в AR.DRONE 2.0, за счет установки своего контура управления в ПО платформы.

This paper is devoted to analysis, development and research of quadrocopter control algorithms for the model AR.DRONE 2.0, which is available on the Russian market. The signularity of this model represent with an open source operating system that allows to apply user developed control system into the quadrocopter. The paper describes mathematical model of quadrocopter. Dynamics of brushless electrical models, screws and a rigid body dynamic (quadrocopter is considered to be such in the paper) is studied in details. Nonlinear control system was built based on the developed dynamic model, which allowed to decrease the time quadrocopter consumes to get to the desired position and increase the accuracy of movement. 3-Dimensional model was built, as well as a visual description of movement; different movement trajectories were tested, including spat and spatial trajectories; movement accuracy ranking was measured. A simplified system for around obstacles flights was built. Algorithms allow for better movement control system to be used in AR.DRONE 2.0 because of the modified control loop in the operating system software. Algorithms were developed in Matlab.