Ευστάθεια πτήσης μη επανδρωμένων ελικοπτέρων: τεχνικές ελέγχου και επιλογή βέλτιστων χαρακτηριστικών

Abstract

Θ διατριβι ερευνά το πρόβλθμα του ελζγχου των μθ επανδρωμζνων ελικοπτζρων. Πρόκειται για τισ πιο ευζλικτεσ ιπτάμενεσ μθχανζσ που υπάρχουν ςιμερα και που λόγω των ειδικϊν ικανοτιτων τουσ (αιϊρθςθ, χαμθλζσ ταχφτθτεσ πτιςθσ, περιοριςμζνοσ χϊροσ απογείωςθσ-προςγείωςθσ κα) χρθςιμοποιοφνται παγκοςμίωσ ςε πλικοσ εφαρμογϊν, ενϊ ταυτόχρονα εξελίςςονται τόςο ςε ερευνθτικό-πανεπιςτθμιακό όςο και ςε βιομθχανικό επίπεδο. Ο τρόποσ καταςκευισ και λειτουργίασ τουσ κακϊσ και θ ευελιξία που παρουςιάηουν, κακιςτοφν τον ζλεγχό τουσ δφςκολο και χρειάηονται ιδιαίτερεσ ικανότθτεσ για τθν πλοιγθςθ τουσ. ?υνεπϊσ το ηιτθμα τθσ αυτόνομθσ πλοιγθςισ τουσ απαςχολεί τα τελευταία χρόνο ςθμαντικό τμιμα τθσ επιςτθμονικισ κοινότθτασ. Θ διατριβι εςτιάηεται ςε δφο κυρίωσ προβλιματα. Αρχικά αντιμετωπίηεται το πρόβλθμα τθσ γριγορθσ και αποτελεςματικισ ανάπτυξθσ ελεγκτϊν αυτόνομθσ πλοιγθςθσ. Εξαιτίασ τθσ ιδιομορφίασ του αντικειμζνου, μζχρι ςιμερα θ διαδικαςία αυτι περιλαμβάνει μεγάλο αρικμό δοκιμϊν ςε περιβάλλον προςομοίωςθσ και ςτθ ςυνζχεια δοκιμϊν με πραγματικό όχθμα. Θ χρονοβόρα αυτι διαδικαςία ςυνοδεφεται από κόςτοσ και κίνδυνο κακϊσ το περιβάλλον προςομοίωςθσ δεν είναι ικανό να προςομοιϊςει πλιρωσ τα χαρακτθριςτικά του προβλιματοσ και ςυχνά οι δοκιμζσ με πραγματικό όχθμα καταλιγουν ςε καταςτροφικά ατυχιματα. Για τθν αντιμετϊπιςθ του προβλιματοσ, αναπτφχκθκε ςτα πλαίςια τθσ διατριβισ πρωτότυπο ςφςτθμα πειραματιςμοφ για μθ επανδρωμζνα ελικόπτερα, που καλφπτει το κενό ανάμεςα ςτθν προςομοίωςθ και τισ δοκιμζσ με πραγματικό όχθμα, κακϊσ προςφζρει δοκιμζσ με πραγματικό όχθμα, ςε ελεγχόμενο εργαςτθριακό χϊρο με αςφάλεια και με άμεςθ καταγραφι των αποτελεςμάτων από τον ερευνθτι που παρακολουκεί από κοντινι απόςταςθ. Θ ανάπτυξθ του ελεγκτι γίνεται απευκείασ πάνω ςτο όχθμα, εξαλείφοντασ τθν ανάγκθ τθσ προςομοίωςθσ και των μειονεκτθμάτων αυτισ. Σο δεφτερο πρόβλθμα που αντιμετωπίηεται είναι κακεαυτό το πρόβλθμα του ελζγχου. Αναπτφχκθκε ςφςτθμα αυτόνομθσ πλοιγθςθσ ςε πραγματικό όχθμα και εξελίχκθκε ελεγκτισ ικανόσ να εκτελζςει αυτόνομα βαςικζσ λειτουργίεσ του ελικοπτζρου. ?τθ διατριβι παρουςιάηονται τόςο θ ανάπτυξθ του ςυςτιματοσ ςε επίπεδο υλικοφ και λογιςμικοφ, όςο και τα αποτελζςματα των δοκιμϊν που ζγιναν με πραγματικό ελικόπτερο ςε εξωτερικό χϊρο και αποδεικνφουν τθν ικανότθτα πλοιγθςθσ των αναπτυχκζντων ελεγκτϊν για διάφορα ςενάρια πτιςθσ. Σζλοσ, παρουςιάηεται κι ζνα ςφςτθμα όραςθσ που αναπτφχκθκε για τθν υποβοικθςθ τθσ αυτόνομθσ πλοιγθςθσ των μθ επανδρωμζνων ελικοπτζρων.