Приложение к журналу "Мехатроника, автоматизация, управление" №10, 2008

ПРОЕКТИРОВАНИЕ АБИОНИКИ МАЛОРАЗМЕРНЫХ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ*


Под редакцией Засл. деятеля науки РФ, д-ра техн. наук, проф. В. Я. Распопова


Распопов В. Я. Концепция построения и проектирования авионики малоразмерных беспилотных летательных аппаратов

Телухин С. В., Матвеев В. В. Беспилотный летательный аппарат как объект управления

Малютин Д. М. Исследование динамики рулевого привода беспилотного малоразмерного летательного аппарата

Алалуев Р. В., Иванов Ю. В., Матвеев В. В., Распопов В. Я., Шведов А. П. Бесплатформенная система ориентации и навигации мини-беспилотного летательного аппарата

Распопов В. Я., Телухин С. В., Малютин Д. М., Алалуев Р. В., Шведов А. П., Кузнецов Я. С., Ладонкин А. В. Автопилот мини-бестлотного летательного аппарата

Contents

* Статьи настоящего приложения подготовлены при поддержке гранта РФФИ № 08-08-00082.


В. Я. Распопов, д-р техн. наук, проф., Тульский государственный университет

Концепция построения и проектирования авионики малоразмерных беспилотных летательных аппаратов

Даны определение и описание структуры авионики малоразмерных беспилотных летательных аппаратов. Предложены этапы, отмечены особенности и содержание проектирования авионики.
Ключевые слова: малоразмерный беспилотный летательный аппарат, микросистемная авионика, сетевая структура, проектирование.

Стр. 2 – 6


С. В. Телухин, канд. техн. наук, инженер,
В. В. Матвеев, канд. техн. наук, доц., Тульский государственный университет

Беспилотный летательный аппарат как объект управления

Рассмотрено определение моментов инерции, аэродинамических коэффициентов сил и моментов беспилотного летательного аппарата на основе пилотажной модели самолета ЯК-54 с применением средств пакета твердотельного моделирования "Solidworks".
Ключевые слова: беспилотный летательный аппарат, аэродинамические коэффициенты, твердотельное моделирование.

Стр. 7 – 10


Д. М. Малютин, канд. техн наук, доц., Тульский государственный университет

Исследование динамики рулевого привода беспилотного малоразмерного летательного аппарата

Исследуется динамика рулевого привода беспилотного летательного аппарата, выполненного по аэродинамической схеме свободнонесущего среднеплана ЯК-54. Приведена структурная схема рулевого привода и выполнено моделирование его работы с учетом нелинейностей, обусловленных ограничением момента двигателя по уровню, кинематическим ограничением угла поворота аэродинамического руля, дискретным характером сигнала управления, наличием момента сухого трения. Рассмотрены варианты линейного с ограничением и релейного управления исполнительным двигателем привода.
Ключевые слова:
беспилотный летательный аппарат, аэродинамический руль, рулевой привод, сервомашинка, шарнирный момент.

Стр. 10 – 14


Р. В. Алалуев, канд. техн. наук, доц., Ю. В. Иванов, д-р техн. наук, проф., В. В. Матвеев, канд. техн. наук, доц., В. Я. Распопов, д-р техн. наук, проф.,
А. П. Шведов, аспирант, Тульский государственный университет

Бесплатформенная система ориентации и навигации мини-беспилотного летательного аппарата

Описываются алгоритмы бесплатформенной системы ориентации и навигации для беспилотного летательного аппарата. Приведены основные уравнения, лежащие в основе алгоритмов системы. Предложен способ коррекции углов тангажа и крена на основе показаний акселерометров.
Ключевые слова: бесплатформенная система ориентации и навигации, микромеханические гироскопы и акселерометры, коррекция тангажа и крена.

Стр. 14 – 18


В. Я. Распопов, д-р техн. наук, проф., С. В. Телухин, канд. техн. наук, инженер, Д. М. Малютин, канд. техн. наук, доц., Р. В. Алалуев, канд. техн. наук, доц., А. П. Шведов, аспирант, Я. С. Кузнецов, студент, А. В. Ладонкин, студент, Тульский государственный университет

Автопилот мини-беспилотного летательного аппарата

Рассмотрена динамика системы "БПЛА-автопилот" на примере пилотажной модели самолета ЯК-54 с учетом нелинейности сервоприводов. Определены коэффициенты в законах управления по каналам тангажа, рыскания и крена.
Ключевые слова: беспилотный летательный аппарат, автопилот, коэффициенты передачи, переходный процесс.

Стр. 19 – 23


Raspopov V. Ya. Concept of Construction and Designing of Small-Sized Unmanned Aerial Vehicle Avionics
Terms and descriptions of structure of small-sized unmanned aerial vehicle avionics are given. Stages are proposed, specialities and content of designing are noted.
Keywords:
small-sized unmanned aerial vehicle, microsystem avionics, network structure, designing.

Telukhin S. V., Matveev V. V.
Unmanned Aerial Vehicle as Control Object
Determination of inertia moments and aerodynamic coefficients of the unmanned aerial vehicle (UAV) based on the flight model of YAK-54 aircraft using instruments of Solidworks program package is considered
Keywords: unmanned aerial vehicle, aerodynamic coefficients, solid modeling.

Malyutin D. M.
Research of Dynamics of a Steering Drive of the Unmanned Aerial Vehicle
In clause dynamics of a steering drive of the unmanned aerial vehicle is researched. The block diagram of a steering drive is resulted and is performed modeling his work in view of the features caused by restriction of the moment of the engine on a level, kinematic restriction of a corner of turn of an aerodynamic rudder, discrete character of a signal of management, presence of the moment of dry friction. Variants linear with restriction and relay management of the executive engine of a drive are considered. Parameters of a steering drive at which good concurrence of results of modelling and experimental researches of a steering drive is reached are certain.
Keywords:
the unmanned aerial vehicle, an aerodynamic rudder, a steering drive, servo.

Alaluev R. V., Ivanov Yu. V., Matveev V. V., Raspopov V. Ya., Shvedov A. P.
Strapdown Attitude Control System and Navigation of an Unmanned Aerial Vehicle
Algorithms of a strapdown attitude control system and navigation for an unmanned aerial vehicle are featured. The main equations underlying algorithms of system are reduced. The mode of compensation of pitch angles and a roll on the basis of indications of accelerometres is offered.
Keywords:
strapdown attitude control system, compensation of pitch angles and roll.

Raspopov V. Ya., Telukhin S. V., Malyutin D. M., Alaluev R. V., Shvedov A. P., Kuznetsov Ya. S., Ladonkin A. V.
Mini-Unmanned Aerial Vehicle Autopilot
Dynamic, with a glance of servomotor nonlinearity, of UAV-autopilot on example of the flight model of YAK-54 aircraft is considered. Pitch, yaw and roll channels' transfer gains are determined.
Keywords:
unmanned aerial vehicle, autopilot, transfer coefficients, transient process.