Введение. 
Моделирование полета одновинтового вертолета под управлением позиционно-траекторного регулятора

симулятор роботизированный вертолет управление Проектирование системы управления роботизированным мини-вертолетом с применением алгоритмов позиционно-траекторного управления включает в себя пять основных этапов: получение и верификация математической модели движения вертолета, синтез алгоритмов управления, моделирование, разработка программного обеспечения и аппаратной платформы, экспериментальное исследование [1, 2].

В данной работе рассматривается синтез алгоритмов управления и моделирование полета одновинтового мини-вертолета с использованием симулятора AerosimRC.

Математическая модель вертолета

Математическая модель движения мини-вертолета построена на основе уравнений динамики твердого тела и может быть записана в следующем виде:

(1).

(2).

Где X — m-вектор внутренних координат; M — (mxm)-матрица массо-инерционных параметров, элементами которой являются масса, моменты инерции и присоединенные массы мини-вертолета; Fu — m-вектор управляющих сил и моментов; Fd — m-вектор нелинейных элементов динамики мини-вертолета; - m-вектор оценки измеряемых и неизмеряемых внешних возмущений; Y — n-вектор положения и ориентации связанной системы координат относительно базовой, R — n-вектор кинематических связей, в него входят: вектор линейных скоростей связанной системы координат относительно базовой и вектор угловых скоростей связанной системы координат относительно базовой.

Для проектирования системы управления робота-вертолета предлагается применить алгоритмы позиционно-траекторного управления, изложенные в [1]. Одним из преимуществ предлагаемого подхода является возможность использования многосвязных систем нелинейных дифференциальных уравнений. Это позволяет отказаться от линеаризации, разделения движений по плоскостям и необходимости составления уравнений для каждого режима работы одновинтового вертолета, учесть сложный характер его динамики.