(Photo: http: //www.flyrobot-images.de/)
introduction
UAV technologie, qui est maintenant en plein essor, l'utilisation de plus en plus diversifiée. Toutefois, afin de permettre le travail de drones qualifiés dans des conditions environnementales difficiles, les chercheurs de la Texas Tech University aux Etats-Unis ont développé un système de contrôle intelligent embarqué, ce qui augmente efficacement le drone de la capacité d'adaptation de l'environnement et de maniabilité.
UAV besoins de développement technologique
Les UAV sont utilisés de plus en plein essor champs commerciaux et universitaires. Les entreprises et les organismes gouvernementaux utilisent de plus en plus de véhicules aériens sans pilote pour aider leur entreprise. Les chercheurs continuent également à développer des utilisations nouvelles et uniques de véhicules aériens sans pilote. Cependant, cette technologie est encore un pays émergent, la technologie en constante évolution. De drone à voilure fixe aux aéronefs quatre axes, de petits jouets pour les grands avions, l'utilisation des drones de la technologie et des mécanismes mécaniques, commence tout juste à être compris par le peuple.
conditions environnementales extrêmes des UAV
Pour améliorer la capacité de contrôler le drone peut être, il doit, dans toutes les conditions environnementales, comme les conditions météorologiques extrêmes ou des environnements incertains peut être manipulé. Ces conditions dans ces conditions environnementales incertaines, en fait, est l'avion aérodynamique traditionnel souvent être évité. Numéro de la colonne d'interférence facteurs et incertitudes peuvent perturber la fonction du contrôleur traditionnel, ce qui réduit de manière significative les performances, ce qui porte l'instabilité et même accident.
la conception de systèmes de renseignement aérien
professeur adjoint de génie mécanique à l'Université Texas Tech « Beibei Ren » et son équipe de recherche se concentrent sur la résolution de ce problème. Ren, possède une vaste expertise en théorie du contrôle non linéaire et l'analyse de la stabilité, le modèle et ses recherches en matière de drones. Elle est l'auteur principal de cette monographie intitulée « modélisation du système d'hélicoptère, le contrôle et la coordination ». Ils seront embarqués conception intelligente ajouté au système de commande de vol pour répondre aux perturbations inconnues et les conditions de vol extrêmes.
(Photo: Texas Tech University)
Ren a dirigé l'équipe des systèmes intelligents dynamiques, contrôle et optimisation (DISCO), elle évaluer leurs objectifs:
« » Nous voulons élargir la portée de la théorie du contrôle, afin de maximiser l'impact des différents systèmes de contrôle. " Pour UAV, nous sommes particulièrement intéressés par l'élaboration de stratégies de contrôle avancées, ces stratégies de contrôle permettent le drone peut être déployé dans des conditions environnementales extrêmes et incertain, tâche complexe et difficile à accomplir. "
Ces conditions comprennent difficiles : Laissez UAV vol près des éoliennes, la mesure de la santé de la turbine, laissez-UAV atterrissage à bord, le processus prenant en compte le mouvement du vent, les courants océaniques et le navire lui-même.
Le nouveau système de commande robuste
Récemment, Ren et son partenaire ont développé un « UAV, basé sur l'incertitude et l'évaluation des perturbations (UDE) nouveau système de commande robuste » pour améliorer UAV dans des conditions environnementales extrêmes avec opérabilité.
Ceci est basé sur l'UDE de commande robuste, « incertain et l'interférence, l'évaluation rapide et la rémunération, améliore considérablement la stabilité et la robustesse du système. »
Les résultats préliminaires dans la simulation et l'étude expérimentale a montré que: en fonction de la robustesse de la facilité de système UDE à mettre en uvre, et de meilleures performances que les méthodes de contrôle robustes existants.
Ren est donc l'évaluation de ce programme:
« Nous développons un drone, va tout contrôler par l'air, il est équipé d'un système de contrôle intelligent, ce qui indique que les UAV ont été en mesure de » tout temps « » voler partout « » complètement différent tâche ". Imaginez que vous avez un « modèle différent », « système différent », votre système de contrôle des besoins de l'algorithme à modifier. Parfois, ces différences, les paramètres du système ou des propriétés deviennent différentes, de sorte que vous devez concevoir un grand système de contrôle, de sorte que « peut voler en toute sécurité et avec précision sur ces plates-formes » dans. Ceci est notre travail de recherche en cours.
Combiné avec les études de cas d'application spécifique
Infrastructure de surveillance de la santé
(Photo: http: //kilmanjaro.ca/)
Ren croit qu'une application possible des véhicules aériens sans pilote, est la « surveillance de la santé des infrastructures. » Cela peut inclure l'huile et à la surveillance de gazoduc, pont ou contrôle d'intégrité de la structure de la route, ou en mouvement suivi et la coordination du trafic sur l'autoroute.
Cependant, dans l'ouest du Texas ont un cas typique, est la « utilisation de véhicules aériens sans pilote pour surveiller les éoliennes », de grandes fermes éoliennes, en particulier dans les plaines du sud. En général, ce travail se fait par une seule personne, cependant, en utilisant un ensemble de drones dans le suivi de la santé d'une éolienne, il sera encore plus efficace.
Cependant, lorsque les avions sans pilote pour voler de la turbine (coûter jusqu'à 2 millions de $) peu de temps, certaines questions se posent. Ces problèmes sont liés, les plus impressionnants et la distance: « La précision de la technologie GPS » ou « drones peuvent voler loin des turbines et plus récentes » presque généralement seulement 2-5 mètres.
Cependant, l'utilisation de l'instrument pour lire avec précision le résultat de la surveillance, l'intégrité de la pale de turbine est déterminée, et cette distance est pas assez proche. Par conséquent, le système de contrôle de l'équipe de Ren se développe, ce qui permet le drone de voler plus près des éoliennes, tout en tenant compte du flux d'air et d'autres facteurs résultant des lames énormes.
Ren a déclaré:
« Le département américain de l'Énergie a récemment mentionné qu'ils utilisaient UAV sont intéressés par la surveillance de la santé des infrastructures, mais ils ont aussi eu beaucoup de soucis, si le système de contrôle du drone ne peut pas remplir correctement la tâche, il ne se produira pas homme-machine a volé dans les aubes de turbine d'un accident. ainsi, cela nécessite un système de positionnement très précis ".
Ren estime que la « précision » dépend des drones de capteurs aéroportés et les contrôleurs. Ceci est également le travail de mise au point de l'équipe de Ren, le développement de l'intelligence embarquée, afin que les UAV peuvent adapter à une variété de variables et d'un lieu ou d'une région est associée.
Recherche et sauvetage maritimes
(Photo: http: //kilmanjaro.ca/)
Une autre application possible des véhicules aériens sans pilote, et est la « recherche et le sauvetage. » Cependant, laisser UAV navire de débarquement dans la mer, mais aussi un défi.
L'embarcadère nécessite: « Accurate navigation relative », « fonctionnement du bateau dans la hauteur du flux d'air turbulent », « tilt a atterri sur le pont à bascule. » En outre, dans la mer, « rafale aura une incidence sur le fonctionnement des véhicules aériens sans pilote. » Et dans l'océan, « technologie GPS ou l'appareil photo face à l'échec. »
Sous condition d'un tel, il semble UAV « à l'aveuglette. » Ren a dit: « nous travaillons en étroite collaboration avec ces défis. » Cependant, pour déterminer si le système de contrôle amélioré, acquis en fonction de données de test. Par conséquent, pour déterminer l'exactitude et la validité des données, nous avons besoin d'experts dans divers domaines de la recherche.
Ren et ses collègues peuvent déterminer est de savoir si le système de contrôle de drone fonctionne plus efficace de la meilleure façon de collecter des données. Ils peuvent également utiliser des données historiques pour améliorer la stabilité et la trajectoire UAV.
« La précision dépend du capteur et de la stratégie de contrôle, il est notre expérience des mensonges. C'est à bord du renseignement. Nous pouvons poursuivre l'interaction et la coopération en temps réel avec ces experts, mais notre objectif est d'améliorer la stabilité de vol, alors que Recueillir des données ".
travaux futurs
Pour UAV, il pourrait être une amélioration assez évidente, mais n'a pas encore été résolu est: « la vie de la batterie". La situation actuelle est, en moyenne, chaque temps de vol de drones, comme l'utilisation d'avions quatre axes Ren, presque 10-30 minutes. Si elle porte plusieurs dispositifs de capteurs, ces poids videra plus rapidement votre batterie.
Bien que, pour une variété de véhicules aériens sans pilote ont été largement étudiés, la batterie est encore un important facteur limitant. UAV solaire peut être un programme Ren cependant, l'efficacité de conversion d'énergie des panneaux solaires est pas suffisamment élevée.
Ce programme est probablement pas la batterie elle-même, mais le « Créer UAV stations de recharge. » Que UAV est en vol, vol stationnaire ou atterrissage sur la station de charge, des stations de recharge UAV drone peut donner la charge. De plus, un grand nombre de stations de recharge de véhicules aériens sans pilote dans une zone, permet non seulement le drone recharge rapide, mais aussi d'augmenter leur utilisation, par exemple en aidant les infrastructures de surveillance de la santé.
(Photo: Imperial College)
Cependant, pour la station de charge programme de drones, avant IntelligentThings il a été introduit et une nouvelle solution de recharge sans fil de l'Imperial College London [ Cliquez pour lire ], Pour rencontrer le vol de drones, en vol stationnaire, l'atterrissage de charge. Il enlève la batterie de drones, à couplage inductif, la transmission sans fil d'énergie. Bien que le programme de la maturité commerciale est encore loin, mais des amis qui sont intéressés peuvent se référer.
Documents de référence
[1]
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