Details

Целью данной работы является разработка конструкции и метода обработки данных гироскопического испытательного стенда для БПЛА мультироторного типа, обеспечивающего безопасное исследование углового движения аппарата и поддержку настройки коэффициентов системы стабилизации. Объектом исследования являются средства наземных испытаний и настройки мультироторных БПЛА. Предметом исследования являются конструкция, аппаратная часть и алгоритмы обработки данных испытательного стенда. Задачи, выполняемые в процессе работы: – анализ классификации, состава и особенностей управления мультироторных БПЛА; – анализ существующих испытательных стендов для БПЛА и выявление их достоинств и ограничений; – формирование требований к разрабатываемому испытательному стенду; – разработка конструкции несущей рамы и карданова подвеса стенда; – подбор элементной базы системы; – разработка структуры входных данных для обработки результатов испытаний; – реализация алгоритмов проверки, синхронизации и преобразования данных БПЛА и измерительного комплекса стенда; – разработка методов оценки моментов, частотных составляющих, ошибки слежения и метрик переходного процесса; – реализация демонстрационной модели динамики стенда в среде Simulink; – разработка алгоритма формирования рекомендаций по корректировке ПИД-коэффициентов; – экспериментальная проверка расчётной корректировки ПИД-коэффициентов. Работа включала в себя анализ предметной области и существующих решений, разработку конструкции испытательного стенда, выбор аппаратной части, проектирование системы электропитания и безопасности, разработку программной части обработки данных в MATLAB и Simulink.

The purpose of this work is to develop a design and data processing method for a gyroscopic test rig for a multi-rotor UAV, ensuring safe research of the angular motion of the apparatus and support for adjusting the coefficients of the stabilization system. The object of the study is the means of ground testing and adjustment of multi-rotor UAVs. The subject of the research is the design, hardware and data processing algorithms of the test rig. Tasks performed during the work: – analysis of the classification, composition, and control features of multirotor UAVs; – analysis of existing UAV test rigs and identification of their advantages and limitations; – formulation of requirements for the test rig being developed; – design of the rigs supporting frame and gimbal; – selection of the systems component base; – development of an input data structure for processing test results; – implementation of algorithms for verifying, synchronizing, and converting UAV data and the rigs measuring system; – development of methods for estimating moments, frequency components, tracking error, and transient process metrics; – implementation of a demonstration model of the rigs dynamics in the Simulink environment; – development of an algorithm for generating recommendations for adjusting PID coefficients; – experimental verification of the calculated adjustment of PIF coefficients. The work included analysis of the subject area and existing solutions, development of a test rig design, selection of hardware, design of a power supply and safety system, and development of data processing software in MATLAB and Simulink.