Elektrotehnìka ta Elektroenergetika (Jun 2024)
Мехатронна система для вивчення процесів керування на прикладі моделі літального апарату типу «Планер»
Abstract
Мета роботи. Розробка мехатронної системи на прикладі моделі літального апарата типу «Планер» для вивчення та дослідження процесів керування ним. Методи дослідження. Фізичний експеримент на розробленому лабораторному стенді, комп’ютерне моделювання, розрахунково-аналітичний. Отримані результати. В ході дослідження було розглянуто та проаналізовано основні процеси керування планером: взаємодію органів керування пілота та діючих механізмів крила. Проведено аналіз недоліків та переваг існуючих розробок за досліджуваною тематикою з урахуванням питань мобільності, економічності, простоти і надійності виконання, а також можливості використання в якості навчального стенду. Розроблено лабораторний стенд у вигляді мехатронної системи на прикладі моделі літального апарата типу «Планер» для вивчення та дослідження процесів взаємодії органів керування та виконавчих механізмів польоту. Підключення програмно-апаратного комплексу здійснюється за допомогою інтерфейсу USB. Для обробки команд процесору та конвертації їх у рухи елеронів використано SOC платформу з мікроконтролером ArduinoUno. В якості інтерфейсу керування обрано джойстик Logitech Extreme 3D. З метою підвищення подібності до реальних систем передбачено певну затримку (інерцію) між моментом впливу оператора на джойстик та реакцією планера. Як матеріал моделі планера використано пінополістирол. Сервоприводи MG-90S та DS-37 використовуються для керування положенням рухомих частин моделі планера. Обертання планера здійснюється за допомогою двигуна 28BYJ-48. Розроблено програмне забезпечення, особливістю якого є легке налаштування та швидкий запуск лабораторного стенду. Передбачити можливість ведення журналу, який дозволить проводити аналіз дій оператора стенду. В результаті проведеного дослідження було визначено особливості керування планером та структуру механізмів, що забезпечують процес керування. Наукова новизна. Запропоновано та розроблено мехатронну систему моделі літального апарату типу «Планер» на основі програмно-апаратного комплексу на базі ArduinoUno, який відрізняється від існуючих наявністю програми, яка забезпечує легке налаштування та швидкий запуск літального апарату, що дозволяє досліджувати взаємодію органів керування та виконавчих механізмів польоту. Практична цінність. Розроблений лабораторний стенд на основі літального апарату типу «Планер» розширює можливості вивчення та дослідження електромеханічних процесів систем автоматичного керування складними мехатронними об’єктами.
Keywords
