Исследователи из Технологического университета Шарифа в Иране разработали новый подход, который позволяет повысить энергоэффективность и лучше контролировать полет роботизированных систем с одним крылом. Об этом сообщает портал TechXplore. Перевод основных положений публикации представлен изданием discover24.ru.
Летающие роботизированные системы сегодня активно внедряются для решения многочисленных реальных задач, включая исследование отдаленных территорий, доставку посылок в недоступные места и поиск выживших после стихийных бедствий. В последние годы инженеры-робототехники и ученые представили множество типов конструкций автономных летательных аппаратов, каждая из которых имеет свои преимущества и особенности.
Исследователи из Технологического университета Шарифа в Иране представили разработки, раскрывающие потенциал нетрадиционных транспортных средств – летающих роботизированных систем с одним крылом.
«Когда мы начали углубляться в изучение этих транспортных средств, мы обнаружили несколько прежних исследований их динамики. Но они представили лишь некоторые начальные аспекты, оставляя много неизвестных параметров и неясностей, требующих интерпретации», – рассказал TechXplore Афшин Баназаде, один из ведущих исследователей.
Проанализировав прошлые исследовательские усилия, направленные на разработку однокрылых летательных аппаратов, Баназаде и его коллеги решили лучше понять сложную динамику, лежащую в основе их функционирования. Они надеялись разработать новые стратегии, которые могли бы улучшить их производительность.
«В нашем стремлении определить динамическую модель однокрыла мы разработали комплексный подход, который охватывает методы как частотной, так и временной области», – пояснил Баназаде. Он и его коллеги провели различные вычислительные анализы и симуляции. Их результаты дают ценную информацию о динамике полета однокрылых транспортных средств, которая может послужить основой для будущих работ в этой области.
«На этапе проектирования контроллера мы столкнулись с серьезной проблемой, связанной с вращательным движением монокрыла, из-за чего было трудно отдавать команды транспортному средству по желанию». Нам пришлось разработать метод, аналогичный циклическому управлению, используемому в вертолетах, чтобы эффективно контролировать вращение транспортного средства», – отметил Баназаде.
В конечном итоге иранские исследователи создали новую конструкцию однокрылого летательного аппарата, в которой транспортное средство робота интегрируется в определенном месте, перпендикулярном его крылу и за пределами его поверхности. Эта отличительная конфигурация может улучшить баланс автомобиля, а также упростить его сборку.
Действующий прототип летающего однокрылого робота был протестирован в серии симуляций. Тесты продемонстрировали, что новая конструкция оказалась значительно повышающей устойчивость однокрылых летательных аппаратов во время полета, а также облегчающей контроль их движений.
Подход, предложенный Баназаде и его коллегами, повышает точность динамической модели транспортного средства с одним крылом, а также лучше отражает ее сложность. В научной статье по итогам своего исследования иранские ученые также представила стратегию, которую можно использовать для лучшего управления нетрадиционными транспортными средствами, что в будущем может быть реализовано группами других исследователей по всему миру.
«Наша стратегия сосредоточена на одной ключевой особенности этих транспортных средств: оптимизированном потреблении электроэнергии. Проще говоря, эти транспортные средства не только служат увлекательными игрушками, которые знакомят молодых людей с чудесами инженерии, но также имеют потенциал в сельскохозяйственном контексте, помогая в выращивание сельскохозяйственных культур и сбор урожая, что позволяет сократить ручные усилия» – отметил Баназаде.
По мнению исследовательской группы, летающие роботы с одним крылом могут иметь множество ценных применений, например, позволяя пользователям собирать данные в удаленных местах , что, в свою очередь, может помочь выполнять детальные изыскания земли, составлять карты окружающей среды и проводить геологические исследования.
«Благодаря простой и компактной конструкции и возможностям зависания эти транспортные средства могут преодолевать удаленные и пересеченные местности, которые для более традиционных летательных аппаратов считаются чрезмерно сложными», – добавил Баназаде.