БПЛА IDSC Tailsitter был разработан в Институте динамических систем и управления ETH Zurich, как испытательная платформа для новых алгоритмов управления транспортными средствами. Целью проекта является разработка контроллеров, которые позволяют беспилотникам выполнять гибкий и надежной полет во всех режимах, - передает Robotics.ua.

Основы конструкции

Беспилотник на основе профиля Clark Y сконструирован таким образом, что для регулярного полета момент тангажа равен нулю при нулевом углу закрылков, и таким образом, аэродинамическая нейтральная точка совпадает с центром тяжести. Целью данной конструкции является обеспечение гибких маневров во всех режимах полета и избегание препятствий за счет больших углов дифферента.

(Прототипы и испытания) IDSC Tailsitter – исследовательский беспилотник из ETH Zurich (+видео)

Внутренняя структура аппарата построена на ядре композиционного материала углерода. Двигатели и сервоприводы присоединены к ядру с использованием 3D-печатных креплений, где сервоприводы расположены таким образом, что они могут быть непосредственно подключены к клапанам. Кроме того, в основной части установлен набор профиля крыла и двух трубок из углеродного волокна для защиты. Электронные схемы размещены в центре самолета, а аккумулятор расположен таким образом, чтобы центр тяжести находился в желаемом положении. Все части аппарата соединены вместе (без использования клея), для того, чтобы упростить замену сломанных компонентов в случае необходимости. Размах крыльев БПЛА составляет 48см, а общий вес – 150 г.

Устройство управляется с помощью общего контроллера и может восстановить свое положение от любого начального состояния. Каскадная архитектура системы управления используется на основании положения и скорости ошибок внешнего контура управления и вычисляет желаемое отношение для поддержания аппарата в скоординированном полете, в то время как внутренний контур управления отслеживает желаемое отношение с помощью таблицы поиска с предварительно вычисленных оптимальных траекторий. Контроллер работает с частотой обновления 500 Гц на микропроцессоре Cortex M4F. Дрон способен осуществлять связь с наземной станцией с использованием чипа nRF51822 от компании Nordic Semiconductor. Связь может быть установлена для записи телеметрических данных или для отправки команд высокого уровня транспортному средству, такие как взлет или посадка. Тем не менее, самолет способен летать автономно, траектории отслеживаются и сохраняются на борту.

Согласно Robolovers, оценка состояния бортовых алгоритмов и технологии обеспечиваются спин-оффом ETH компанией Verity Studios.

Алгоритм управления ориентацией устройства представлен в научно-исследовательской работе "Глобальная стратегия управления БПЛА Tailsitter" на Международном симпозиуме по робототехническим исследованиям (ISRR), 2015.

(Прототипы и испытания) IDSC Tailsitter – исследовательский беспилотник из ETH Zurich (+видео)

Технические характеристики
  • Индивидуальный дизайн на основе профиля Clark Y
  • Электроника: нестандартная конструкция с использованием микропроцессора Cortex M4F
  • Батарея: Thunder Power RC G8 Pro Lite 25C LiPo 480mAh 2S
  • Двигатели: Hacker A05-13S
  • Контроллеры двигателя: Dys SN20A Mini ESC с прошивкой Simonk
  • Пропеллеры: 5 × 3 GWS EP-5030
  • Лепестковые сервоприводы: MKS DS65K

Видео

Фотографии в статье:

(Прототипы и испытания) IDSC Tailsitter – исследовательский беспилотник из ETH Zurich (+видео) (Прототипы и испытания) IDSC Tailsitter – исследовательский беспилотник из ETH Zurich (+видео)