Omni-směrové bezpilotní letadlo

Bc. Tomáš MYSLIVEC

Diplomová práce

Omni-Directional Unmanned Aerial Vehicle

Anotace:

Tato diplomová práce se zabývá odvozením matematického modelu a řídícího algoritmu pro všesměrové bezpilotní letadlo. Současně probíhá i odvození jednoduššího modelu kvadrokoptéry, kde lze lépe testovat funkčnost odvozených pohybových rovnic. Nejdříve je model odvozen pomocí Eulerových úhlů. Ty jsou ovšem příčinou singulárních poloh, proto je proveden převod do kvaternionů. Stabilizační řídící algoritmus regulace rychlosti je navržen pomocí stavové zpětné vazby metodou LQR, která je formulována tak, aby uzavřený systém zachoval symetrii otevřeného systému. Dále je navržena obdobným způsobem polohová regulace. Pro reálný případ neúplné znalosti stavu je též navržen stabilizační regulátor.

Abstract:

This master's thesis studies the problem of a mathematical model and a control algorithm for omni directional unmanned aerial vehicle. Equations for a quadrocopter is also derived at the same time. The model for the quadrocopter is very useful for testing correctness of equations of motion. For the first time Euler's angles are used, but there is a problem with singularities. So quaternions are the better option. The stabilizing control algorithm for speed regulation is created by a state feedback where the LQR is used, which maintains the symmetry of the open-loop system in the closed-loop control system. There is also a position control which is created by modifying the state feedback. The stabilizing control algorithm is also designed for an incomplete system state.

Klíčová slova

omnikoptéra, kvadrokoptéra, matematický model, stavová zpětná vazba, LQ regulace, symetrické systémy, stabilizace

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 18. 5. 2018

Zveřejnit od: 31. 12. 2999

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Prof. Ing. Miloš Schlegel, CSc.

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI

Fakulta aplikovaných věd

Magisterský studijní program / obor:
Aplikované vědy a informatika / Kybernetika a řídicí technika