Симуляция пилотирования летательного аппарата с помощью информационной системы управления учебным макетом (Екатерина Бесчвертная, OSEDUCONF-2024) — различия между версиями

;{{SpeakerInfo}}: {{Speaker|Екатерина Бесчвертная}}
<blockquote>
Представлена разработанная авторами информационно-измерительная система, предназначенная для пилотирования учебным макетом летательного аппарата. Использование системы обусловлено необходимостью получения студентами навыков разработки модулей учебного макета летательного аппарата. 

В разработке использован модуль инерциальной навигации IMU-9 DOF, иные датчики информации, а также программные средства визуализации данных. Приведены результаты экспериментов.
</blockquote>

{{VideoSection}}
{{vimeoembed|990136024|800|450}}
{{youtubelink|}}
|rbP8zvl_QkI}}
{{SlidesSection}}
[[File:Симуляция пилотирования летательного аппарата с помощью информационной системы управления учебным макетом (Екатерина Бесчвертная, OSEDUCONF-2024).pdf|left|page=-|300px]]

{{----}}

== Thesis ==
* https://github.com/EkaterinaBes/IMUVizual

[[File:osseduconf-2024-beschetv-beschetv-besch1.png|right|320px]]

[[File:osseduconf-2024-beschetv-beschetv-besch2.png|right|320px]]

Тенденция перехода с пилотируемых летательных аппаратов на беспилотные ставит перед разработчиками данных 
систем новые задачи. Важно готовить специалистов для пилотирования БПЛА. Для выполнения этого требования 
нужна разработка система управления, которая поможет в рамках учебной деятельности тренировать пользователей, 
совершенствовать их знания и навыки пилотирования. 


В статье рассматривается информационная система управления учебным макетом летательного аппарата на базе 
платформы <tt>Arduino</tt>. Для программной разработки применена такие среды, как <tt>Arduino IDE</tt> и <tt>Processing 3</tt>.

В ходе работы были проведены эксперименты: запущена система, в которой предусмотрены два режима функционирования: 
ручное и автоматическое управление. Эти варианты работы системы выбираются и применяются пользователем на наземной 
части — цепи, представляющей собой управляющие компоненты, подключённые к микроконтроллеру <tt>Arduino Mega 2560</tt>. 
Управляющими компонентами названы два ползунковых потенциометра <tt>Trema-SLIDERS</tt> и энкодер. Сам макет летательного 
аппарата закреплён на весах Роберваля и является подвижной частью системы. На другом плече находится противовес. 
В подвижной части системы есть модуль <tt>IMU-9 DOF</tt>. Он считывает углы Эйлера. Эти углы влияют на крен, тангаж и 
курс летательной машины в полёте. Значения углов задаются управляющими элементами наземной части системы. Полёт 
летательного аппарата возможен благодаря пяти двигателям с пропеллерами. К наземной и подвижной частям системы 
подключено по одному радиомодулю для беспроводной передачи данных.
Ручной режим управления заключается в мониторинге пользователем полёта и адаптации частоты вращения пропеллеров 
в соответствии с требованиями. Так, за счёт сдвига ручки ползунков и поворота ручки энкодера пользователь добивается 
взлёта, посадки, поворота и крена летательного аппарата. Чем больше мощность подаётся на двигатели, тем выше 
поднимается летательная машина.


Автоматический режим управления заключается в том, что пользователь добивается набора высоты летательного аппарата 
с помощью одного ползунка: при сдвиге его ручки задаётся желаемая высота полёта, и далее происходит стабилизация 
частоты вращения моторов и, как следствие, текущей высоты. Данные о высоте передаются с закреплённого на 
летательном аппарате дальномера <tt>HC-SR04</tt>.

[[File:osseduconf-2024-beschetv-beschetv-besch3.png|center|640px|thumb|]]

Главную роль в визуализации играют программный код на Processing, при запуске которого на мониторе 
отображаются бортовые приборы, — авиагоризонт и компас, FPV-очки с подключёнными по радио каналу к 
ним FPV камерой и символьный ЖК-дисплей. FPV-камера фиксирует то, что видит перед собой. Перед ней 
может находиться плакат с горизонтом, и тогда пилот в очках будет погружён в симуляцию так, как если 
бы являлся пилотом самолёта. ЖК-дисплей показывает режим, углы Эйлера, желаемую и текущую высоту.

Были проведены экспериментальные запуски. Результаты представлены на рисунках.

Ссылки:
* <i>Скворцова&nbsp;М.&nbsp;А.</i> БПЛА вертикального взлёта и посадки для мониторинга местности, [https://www.elibrary.ru/item.asp?edn=gvzzso]
* <i>Симонов&nbsp;В.&nbsp;Л., Ерпелев&nbsp;А.&nbsp;В., Давыдова&nbsp;Е.&nbsp;К., Хохлов&nbsp;Е.&nbsp;Г.</i> Моделирование системы управления вертикальным взлётом и посадкой, [https://www.elibrary.ru/item.asp?edn=edvgto]
* <i>Вепрева&nbsp;Е.&nbsp;Л., Махонина&nbsp;А.&nbsp;Н.</i> Разработка систем управления моделями наземных и воздушных беспилотных транспортных средств, [https://www.elibrary.ru/item.asp?edn=kjnppe]
* Программа Arduino IDE, [https://all-arduino.ru/arduino-ide/].


{{----}}
[[File:{{#setmainimage:Симуляция пилотирования летательного аппарата с помощью информационной системы управления учебным макетом (Екатерина Бесчвертная, OSEDUCONF-2024)!.jpg}}|center|640px]]
{{LinksSection}}
<!-- <blockquote>[©]</blockquote> -->

<references/>

[[Категория:OSEDUCONF-2024]]
[[Категория:Draft]]
[[Категория:СПО в образовании]]