ВИБІР ТИПУ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНОГО ПЕРЕТВОРЮВАЧА ДЛЯ СПЕЦІАЛІЗОВАНОЇ ПОВОРОТНОЇ ПЛАТФОРМИ
DOI: 10.31673/2412-4338.2024.032032
Анотація
У статті розглядається розробка математичної моделі та алгоритмів керування для спеціалізованої поворотної платформи, призначеної для стабілізації та наведення оптичної системи на борту безпілотного літального апарата (БПЛА). Постановка задачі передбачає визначення кількості ступенів свободи, необхідних для реалізації заданих маневрів, розрахунок максимальних кутів повороту платформи, забезпечення необхідної роздільної здатності керування, а також гарантування достатньої швидкодії системи для компенсації зовнішніх збурень та відстеження рухомих цілей.
Метою дослідження є визначення раціонального варіанту реалізації системи захоплення та супроводження цілі оптичною камерою. У статті наведені результати визначення критичних параметрів обертальної системи, серед яких: кількість ступенів свободи, мінімальний кут повороту (крок), швидкість обертання та прискорення системи з урахуванням ваги корисного навантаження.
Дослідження базується на параметрах обраної камери, вага якої становить 70 г, з фокусною відстанню 16 мм та роздільною здатністю 1280 на 800 пікселів. Розрахунки кута огляду проводяться за вертикальним кутом, зокрема максимальний кут огляду становить 12.8 градусів. Для підвищення стабільності зображення, роздільну здатність поворотної системи обрано в 4 рази більшою, що забезпечує значення 3.2 градуси.
Окрім цього, у статті описується важливість компенсації зміни орієнтації літального апарату, що досягається зміною положення оптичної системи через поворотну стабілізаційну платформу. Таким чином, результати дослідження відкривають нові можливості для підвищення ефективності систем спостереження, що використовуються в безпілотних технологіях.
Ключові слова: безпілотний літальний апарат, стабілізація, наведення, оптична система, поворотна платформа, BLDC двигун, кроковий двигун.
Список використаних джерел
1. Лінчевський І. Фізика: навчальний посібник для здобувачів першого (бакалаврського) рівня вищої освіти за технічними спеціальностями / І. Лінчевський, В. Хіст. – Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023. – 141 с.
2. Гідравліка, гідро- та пневмоприводи: Підручник для здобувачів вищої освіти / Д.Журавель, І. Паламарчук, С. Уманський, В. Паламарчук. – Київ: ЦП «Компринт», 2021. – 449 с.
3. Richmond K. Mechatronic Systems Design, Methods. Models. Concepts / K. Richmond, C. Janschek. // DOI:10.1007/978-3-642-17531-2. – 2012.Design challenges regarding high
- definition electro-optic/infrared stabilized imaging systems / J.Miller, S. Way, B. Ellison, C. Archer. – 2013.
4. Adaptive Multi-Parameter Estimation of Inertial Stabilization Platform with Unknown Load / [J. Zheng, X. Xie, B. Li та ін.].– 2023.
5. Clarence W. de Silva C. Mechatronic Systems Devices, Design, Control, Operation and Monitoring, Mechatronic Systems / Clarence W. de Silva., 2014.
6. Електромеханічі виконуючі пристрої у стабілізаційно-поворотних оптичних системах / В. Д.Стешенко, О. Т. Титенко, А. А. Новосад, Б. М. Деружко. // матеріали конф. XII МНТК«РТПСАС-2023». Київ, 13 – 15 грудня 2023 р.. – 2023. – С. 76–78.
7. 39H NEMA16 2Phase 1.8° [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: 8. https://www.czykmotor.com/Product/39H-NEMA16-2Phase-1-8%C2%B0.html.
8. Corke P. Robotics, Vision and Control Fundamental Algorithms in MATLAB [Електронний ресурс] / Peter Corke // Berlin Heidelberg: Springer Publshing. – 2013.
9. Raymond A. S. Physics for scientists & engineers / A. Serway Raymond. // Saunders College Publishing. – 1986. – С. 202.
