Quadcopter orientáció szabályzásának tervezése és megvalósítása

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Kovácsházy Tamás
Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék

A félvezetőszközök és akkumulátorok árának, valamint méretének csökkenésével lehetőségünk nyílt általános hétköznapi feladatok elvégzésére is forgószárnyas drónokat alkalmazni. Ezek közül a legelterjedtebb konfiguráció a négy rotorral rendelkező, úgynevezett quadcopter. Dolgozatomban egy ilyen eszköz orientációszabályzását járom körbe, megvizsgálom a piacon megtalálható megoldásokat és elkészítem a saját szabályzómat. Bemutatom a quadcopter-ek matematikai modelljét, valamint Black-box identifikáció útján identifikálom a teszteléshez használt rendszert. Miután megvizsgáltam pár működő quadcopter-szabályzó működését, az implementáció bonyolultsága és az elkészült rendszer stabilitása alapján egy kaszkád PID szabályzási algoritmust választottam. Az algoritmust az Önálló laboratórium tantárgy során elkészített saját fedélzeti repülésvezérlőkártyán valósítottam meg. Mivel a PID szabályzó alapvetően lineáris rendszerekhez alkalmazható, a szabályzandó rendszerem viszont jelentősen nemlineáris, ezért a hagyományos PID struktúrán több ponton is változtattam. A forgószárnyas légi eszközök tesztelése különösen veszélyes feladat a nagy sebességgel forgó rotorok miatt, ezért a szabályzó fejlesztése során több lépésben jutottam el a teljesen szabad repüléses teszteléshez. Ehhez elkészítettem a mérési adatgyűjtő szoftvereket és a biztonságos tesztelést lehetővé tevő konfigurációkat. Az elkészült szabályzó képes a rendszert stabilan levegőben tartani, azonban pozíciószabályzó hiányában hosszabb repülések csak körülményesen kivitelezhetőek.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.