Автоматизована система керування моделі авіаційного дрона від першої особи

Abstract

Магістерська дисертація складається з вступу, п’яти розділів, висновків та переліку посилань. Також цей диплом містить 112 сторінок, в тому числі 51 рисунок, 28 таблиць, 31 джерело. Актуальність теми. Розробка автоматизованої системи керування безпілотними літальними апаратами (БПЛА) з системою спостереження від першої особи (FPV), що матимуть унікальні конструкторські параметри мають велику актуальність у нинішній час і може призначатися як для військово-промислового комплексу, так і для цивільних операторських цілей. У своєму зверненні 31 серпня 2023 р. ректор КПІ КПІ ім. Ігоря Сікорського академік НАН України М.З.Згуровського на сесії професорсько-викладацького складу університету сказав дослівно: «Нові реалії змусили додати до стратегії розвитку КПІ ще одне важливе завдання: підвищення обороноздатності країни» [1]. Ключовими аспектами актуальності цієї теми є потреба в нових зразках зброї для оборони держави від ворога, особливо після початку повномасштабного вторгнення на територію України у 2022 році. Мета роботи ‒ розробити систему здатну коригувати рух безпілотного літального апарату в різних умовах, створити моделі крила, котра буде мати унікальні кострукторські параметри. Об’єкт дослідження – це проєктування дрона та розробка система керування до нього, яка зможе коригування траєкторії руху апарату. Окрім того, дослідження включає в себе створення моделі безпілотного літального апарату із запропонованими конструкторськими параметрами. Це означає, що форма та характеристики крила будуть оптимізовані для досягнення певних цілей, таких як підвищення ефективності, зменшення опору повітря, або підвищення стійкості в умовах радіозавад. Предмет дослідження – автоматизована система керування моделі авіаційного дрона від першої особи. Методи дослідження. Методи включають в себе використання програмного забезпечення SolidWorks, Autocad як основний інструмент. В даних середовищах є змога проєктування тривимірних дизайнів моделі та проводити необхідні розрахунки. Наукова новизна. Розроблені як індивідуальні модулі, так і повна конструкція, базована на комп'ютерному моделюванні та аналітичних розрахунках. Ці розробки відповідають технічному завданню. Практичне застосування отриманих результатів. На основі виконаного проектування, теоретичних розрахунків та застосування сучасного програмного забезпечення для проектування і можливостей аналізу та розрахунків, передбачених CAD-системами, запропоновано деякі конструкції, які знайдуть багато напрямків застосування в аеророзвідці, військовій промисловості та в повсякденній діяльності. Дана розробка розрахована на відновлення кордонів території України, нормального функціонування військової аеророзвідки в умовах військового стану, або у мирний час. Також нові коструктивні параметри можуть надати широкий спектр оператору безпілотного літального апарату в умовах зовнішніх радіозавад, при цьому буде мати низьку собівартість.The master's dissertation consists of an introduction, five chapters, conclusions, and a list of references. Additionally, this diploma contains 112 pages, including 51 figures, 28 tables and 31 sourses. The relevance of the topic lies in the development of an automated system for controlling unmanned aerial vehicles (UAVs) with a first-person view (FPV) observation system, possessing unique design parameters. This is highly relevant in the present time and can be designated for both military-industrial complexes and civilian operational purposes. In his address on August 31, 2023, at a session of the university's faculty, the rector of Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute (KPI), Academician of the National Academy of Sciences of Ukraine M.Z. Zgurovsky, stated verbatim: "New realities have compelled us to add another important task to the development strategy of KPI: enhancing the country's defense capabilities". The key aspects of the relevance of this topic include the need for new weapon models to defend the state against enemies, especially after the onset of full-scale invasion into the territory of Ukraine in 2022. The objective of the work is to develop a system capable of adjusting the movement of an drone in conditions of radio interference and to create wing models with unique design parameters. The research object involves the design of a drone and the development of a control system for it, capable of adjusting the trajectory of the vehicle's movement. Additionally, the research encompasses the creation of a model of an unmanned aerial vehicle with proposed design parameters. This implies that the shape and characteristics of the wing will be optimized to achieve specific goals, such as increasing efficiency, reducing air resistance, or enhancing stability in conditions of radio interference. The research subject is the automated control system of a first-person view model of an aviation drone. Methods of research include the utilization of software tools such as SolidWorks and AutoCAD as primary instruments. In these environments, it is possible to design three-dimensional models and perform the necessary calculations. Scientific novelty is achieved through the development of both individual modules and a complete structure, based on computer modeling and analytical calculations. These developments align with the technical specifications, demonstrating innovation in the approach and design of the unmanned aerial vehicle system