Механіка гіроскопічних систем

Основи створення автономної системи керування рухом наземного роботизованого комплексу на малих дистанціях

Анатолій Довгополий — 2024-05-15

Запропоновані та розглянуті: система керування платформою для руху в наперед задану точку, кінематична схема та система керування рухом наземного роботизованого комплексу по пересіченій місцевості з перешкодами на основі системи машинного зору зі штучним інтелектом. Показано, що для забезпечення автономного руху наземного роботизованого комплексу та захисту його від впливу радіоелектронних перешкод можливо використання системи визначення орієнтації на основі сенсорів магнітного поля Землі та датчиків горизонту на МЕМС-технологіях, системи керування рухом по пересіченій місцевості на основі машинного зору та штучного інтелекту. Проведені експериментальні дослідження на макеті системи машинного зору.

Нелінійна динаміка в моделі системи первинного контролю польотом

Павло Лук’янов — 2024-05-15

У роботі вдосконалено математичну модель, що описує процес керування закрилками малих літаків. На підставі аналізу наявних робіт доведено фізичну необґрунтованість спрощення моделі процесу первинного контролю польотом літака. Зазначено неправомірне спрощення при опису кінематики руху системи шток-закрилок. Використовується сучасний підхід (модель тертя Штрибека) щодо моделювання тертя в електромеханічному приводі. Наведені результати числових розрахунків руху системи шток-закрилок підтверджують нелінійний характер динаміки системи «шток - закрилок» .

Кількісні оцінки параметрів чутливих елементів феромагнітного гіроскопа

Микола Чепілко — 2024-05-15

У статті розглянуті фізичні основи застосування сучасних нанотехнологій для розробки нанорозмірного феромагнітного гіроскопа для систем керування малогабаритними рухомими об’єктами. Запропонована модель феромагнітного гіроскопа базується на використанні періодичної структури (псевдокристалу) із когерентних монодоменних феромагнітних квантових точок, які перебувають у стані квантової левітації. Особливістю запропонованої моделі феромагнітного гіроскопа є відсутність будь-яких механічних компонентів, що дозволить забезпечити високу надійність і чутливість приладу. Встановлена залежність амплітудно-частотної характеристики інтенсивності поглинання енергії гармонійного магнітного поля псевдокристалом від його орієнтації у просторі, що може бути покладена в основу розробки феромагнітного гіроскопа.

Перспектива застосування та розрахунок гібридних силових устано-вок у літальних апаратах вертикального злету та приземлення Частина 2. Розрахунок основних параметрів гібридної силової установки

Роман Адлер — 2024-05-15

Робота присвячена розробці методу розрахунку гібридної силової установки паралельної конфігурації для безпілотного літального апарата з системою вертикального злету та приземлення. Даний метод дозволяє розрахувати основні параметри гібридної установки: розрахунок необхідної електричної потужності та ємності акумуляторної батареї, енергії та часу заряджання для підтримання певного ступеня заряду; визначення масових характеристик електричних батарей, а також витрати пального для виконання польотної місії та додаткової роботи генератора.

Метод інформаційної технології розрахунку вузлових навантажень під час аналізу напружено-деформованого стану моделі крила літака транспортної категорії

Віктор Борисов — 2024-05-15

У статті описується метод інформаційної технології розрахунку вузлових навантажень під час аналізу напружено-деформованого стану скінченно-елементної моделі крила літака транспортної категорії. Запропонований метод дозволяє розрахувати величини вузлових навантажень, що моделюють розподілені аеродинамічні навантаження, які діють на крило літака, на підставі інтегральних величин сил та моментів, що розраховані для кількох перерізів крила. Використання методу дає можливість використовувати складні скінченно-елементні моделі на ранніх стадіях проектування крила літака транспортної категорії, що суттєво підвищує якість проектування за рахунок підвищення точності аналізу розподілу напружень у конструкції. Показано, що використаний алгоритм розрахунку забезпечує добру збіжність епюр розподілу навантажень із вихідними розрахунковими епюрами.

Можливості методу скінчених елементів для аналізу аеропружності крила літака легкого класу

Михайло Федоренко — 2024-05-15

Проведено моделювання аеропружності прямого крила легкого літака методом скінченних елементів та верифікацію результатів моделювання за допомогою бінарної моделі. Показано можливість використання методу скінченних елементів для моделювання аеропружності літака легкого класу. Виконано порівняння аеропружності крила легкого літака зі звуженням та без звуження. Критерієм втрати стійкості крила під час аеропружних коливань обрано перехід від додатного до від’ємного значення коефіцієнту затухання в системі крило-повітря при певній швидкості польоту. Зазначено заходи для підсилення конструкції крила з метою забезпечення необхідної швидкості польоту.

Взаємне калібрування зміщення нуля двох співвісних гіроскопів у русі

Валерій Чіковані — 2024-05-15

У роботі розглядається метод корекції систематичної компоненти зміщення нуля двох співвісних гіроскопів у русі при самих загальних припущеннях на її модель. Цей метод дозволяє об’єднувати в єдиний блок різнорідні МЕМС та не-МЕМС або оптичні гіроскопи. Алгоритм, що реалізує цей метод потребує початкового калібрування на стоянці, наприклад, на основі зовнішньої інформації. Надалі, на основі сумісної обробки інформації залишкових датчиків, алгоритм видає більш точну інформацію про кутову швидкість так званого «віртуального» гіроскопа, що значно перевищує звичайне середнє значення показів цих гіроскопів. Наведено застосування методу корекції до результатів вимірювань двох співвісних вібраційних гіроскопів з металевими резонаторами на стоянці та у русі.

Оцінка ефективності методів розпізнавання образів та сегментації зображень для систем технічного зору малих безпілотних апаратів

Олександр Збруцький — 2024-05-15

Системи технічного зору є перспективним доповненням для навігації безпілотних рухомих апаратів завдяки їх здатності розпізнавати, відстежувати та локалізувати навігаційні орієнтири, що є критичним для роботи автономних систем автоматичного керування. Проведений аналіз алгоритмів систем технічного зору для розпізнавання навігаційних орієнтирів і використання в умовах обмежених ресурсів. Встановлено, що алгоритми на основі нейронних мереж демонструють високу швидкість та точність, що робить їх оптимальними для прикладного застосування. Однак їх навчання потребує значних ресурсів і ретельної підготовки даних. Оптимізація після навчання дозволяє ефективно використовувати їх на пристроях з обмеженими обчислювальними ресурсами.

Проведені дослідження та виконані експерименти показали ефективність запропонованого алгоритму сегментації зображень для його використання в системі технічного зору сучасних безпілотних транспортних засобів.

Математична модель методу автокомпенсації інструменьальних похибок акселерометрів в інерціальних навігаційних системах крейсерського рухомого об’єкту

Микола Черняк — 2024-05-15

Інструментальні адитивні похибки інерціальних датчиків призводить до значного накопичення навігаційних похибок за короткий час. Основним методом боротьби з цими похибками традиційно є використання допоміжних джерел навігаційної інформації. Проте, для збільшення часу автономної навігації залишається єдиний шлях – використання більш дорогих та точних датчиків. Ця робота присвячена математичній моделі методу автокомпенсації інструментальних похибок акселерометрів інерціальних навігаційних систем, що сприяє підвищенню точності інерціального визначення координат за допомогою акселерометрів за тривалий час автономної роботи. Пропонується постійне обертання платформи з відомою кутовою швидкістю, на яку встановлені акселерометри. Це дозволяє модулювати інструментальну адитивну похибку акселерометрів та зменшити навігаційні похибки. Аналітичні викладки демонструють зростання ефективності цього методу зі збільшенням часу автономної роботи системи. Експерименти, проведені на встановленому на поворотний стіл блоці МЕМС акселерометрів, підтверджують ці висновки.