Моделі Елементів Системи Електроприводів Квадрокоптерів Та Автономних Роботів

Abstract

Актуальність теми дослідження. Мінімізація енергоспоживання електроприводами безпілотного літального апарату (БПЛА) або робота дозволяє підвищити ступінь автономності (дальність, швидкість, або час дії). Постановка проблеми. У середовищі для багатодоменного моделювання на рівні структурних схем Simulink®, яке інтегроване з MATLAB®, представлено декілька моделей електричних двигунів, автономних джерел живлення, а також елементів систем керування. Адекватний підбір блоків, які б дозволили успішно відтворити прототип реальної фізичної системи керування, потребує окремого вирішення. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Більшість публікацій із моделювання в цій предметній галузі сфокусовано або на докладному описі роботи з MATLAB® та Simulink®, або на моделюванні динаміки автономних апаратів та керуванні ними для забезпечення позиціонування у просторі. Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Питання оптимізації енергоспоживання автономного об’єкта з кількома електроприводами залишається поза увагою. Постановка завдання. Дослідження зосереджено на аналізі наявних Simulink-моделей електродвигунів, елементів живлення та керування, які можна було б використати для подальшої розробки системи керування БПЛА або робота з автономним живленням. Виклад основного матеріалу. Розглянуті особливості моделювання автономних апаратів, визначена динаміка окремого двигуна, сформульовано вимоги щодо точності стабілізації швидкості обертання ротора, проаналізовані блоки Simulink для автономних апаратів, на основі яких запропонована комплексна модель електропривода для автономного апарата. Висновки відповідно до статті. Моделювання систем електроприводів автономних апаратів корисно як на початковій стадії проектування, так і за наявності фізичного макета, оскільки суттєво скорочує час та матеріальні ресурси, потрібні для розробки енергозаощадливої системи керування.