Masačusetso technologijos instituto darbo dėka, net neturėdami aerodinamikos žinių, galite sukurti savo hibridinį droną ir valdymo sistemą.

Trumpa versija:

Komanda sukūrė neuroninį tinklą, kuris gali imituoti skrydį ...
ir optimizuokite hibridinio drono valdymo sistemą. Vartotojas sukuria savo dizainą maišydamas, derindamas ir manipuliuodamas parametrais iš komponentų bibliotekos. Tai reiškia, kad net žmonės, net neįsivaizduojantys, ką daro, gali suprojektuoti hibridinį droną. Nuostabu!

Sukurkite savo hibridinį droną

Komanda sukūrė sistemą, kurioje jūs galite tiesiog susikurti savo hibridinį droną pagal CAD. Jie sukūrė ekspertų suprojektuotą komponentų biblioteką; sparnai, saugikliai, sraigto tvirtinimai ir kt. Šių dalių formą ir dydį kontroliuoja parametrika. Taip pat yra apribojimų, kurie nurodo, kaip galima surinkti dalis.

Mokymuose naudoti penki hibridiniai modeliai. Visi buvo pasirinkti dėl labai skirtingos formos ir dydžio. Vaizdas naudojamas tik ataskaitų teikimo tikslais. Visos autorinės teisės: Mokymasis skraidyti XU, DU, Foshey ir kt.

Tada dronas sudedamas į keletą modeliavimo būdų, kur mašinų mokymasis naudojamas generuoti stabilią valdymo sistemą.

Kas yra hibridinis dronas?

Hibridiniai dronai yra daugiakopių ir fiksuotų sparnų lėktuvų derinys.

Multikopteriai pasižymi puikiu skrydžio lankstumu ir stabiliomis skraidymo galimybėmis. Tačiau jie yra aerodinamiškai nestabilūs ir norint juos stabilizuoti reikia borto kompiuterio.

Kita vertus, fiksuoto sparno lėktuvai yra stabilesni ir efektyviau naudoja energiją lygaus skrydžio metu.

Hibridiniai dronai sujungia šiuos du dizainus, kad padidintų efektyvumą. Net JAV kariuomenė kuria hibridinius dronus. Tačiau jų valdymo sistemos paprastai yra labai sudėtingos. Taip yra todėl, kad hibridiniuose dronuose skrydžio metu aerodinamika keičiasi greitai ir dramatiškai.

Taip pat yra daugybė būdų, kaip sujungti šiuos du dizainus, ir tai, tiesą sakant, sukelia nesąmoningą dronų dizainą. Visa tai dar labiau apsunkina valdymo sistemos projektavimą. Dėl šios priežasties dizaineriai šiek tiek nenorėjo tyrinėti hibridinių dronų.

Kaip jūs kontroliuojate hibridinį droną?

Paprastai hibridiniai drono valdikliai yra suprojektuoti trimis atskirais režimais; „Kopteris“, „plokštuma“ ir „pereinamasis“ (kai juda abu ašmenų rinkiniai). Dėl šios konstrukcijos, formos, svorio centro ir aerodinaminių pokyčių gali būti labai daug darbo reikalaujanti ir labai sudėtinga užduotis.

Iki šiol valdymo sistema buvo sunkiai koduojama. Ši naujoji sistema naudoja neuroninį tinklą, kuris automatiškai pereina iš trijų pakopų.

Tam naudojamas mašininis mokymasis, o tai reiškia, kad su kiekvienu dizaino modeliavimu programa tampa geresnė. Ateityje komanda tikisi, kad pavyks panaudoti skaičiavimus imituojant vieną projektą, kad būtų lengviau apskaičiuoti kitą.

Jie modeliavo skirtingus dronų modelius ir pakartotinai vykdė tol, kol kompiuteris galėjo išlaikyti stabilų ir kontroliuojamą skrydį.

Iššūkiai

suprojektuokite savo droną naudodami kompiuterinį modeliavimą
Modeliavimo skrydžio palyginimas su tikrojo pasaulio bandymais. Vaizdas naudojamas tik ataskaitų teikimo tikslais. Visos autorinės teisės: Mokymasis skraidyti XU, DU, Foshey ir kt.

Kaip mes visi žinome, kompiuterinis modeliavimas ir realus gyvenimas ne visada puikiai suderinami. Komanda prie modeliavimo pridėjo kintamuosius, kad sukurtų „patikimesnę“ testavimo būseną, kuri neutralizuotų tikrovės ir modeliavimo skirtumus.

Testavimas realiame gyvenime

modelio hibridinis dronas, pastatytas remiantis kompiuterine simuliacija
Realaus pasaulio modeliai, pagaminti iš CAD dizaino. Vaizdas naudojamas tik ataskaitų teikimo tikslais. Visos autorinės teisės: Mokymasis skraidyti XU, DU, Foshey ir kt.

Jie sėkmingai sukūrė realius savo dronų modelius ir skraidė jais naudodamiesi valdymo sistema, kurią sukūrė modeliavimas. Kiekvienas išbandytas hibridinio drono dizainas buvo sąmoningai labai skirtingas.

Dronai buvo pagaminti naudojant 3D spausdinimą, pjaustymą lazeriu ir rankinį surinkimą. Vidinė važiuoklė buvo pagaminta iš anglies pluošto vamzdžių su stiklo pluoštu armuotais, 3D atspausdintomis, nailono jungtimis. Sparnai buvo gaminami iš lazeriu pjaustytų putų arba iš balsa medienos ir termiškai susitraukiančios plastikinės plėvelės. (Lazeriu išpjaustytos putos yra patvaresnės, o šilumą mažinantys sparnai yra efektyvesni.)

Neįtikėtina, kad tas pats valdiklis buvo naudojamas visiems trims realaus pasaulio modeliams!

Techniniai dalykai

Skrydžio valdiklis buvo pastatytas pagal modifikuotą „ArduCopteron“ atvirojo kodo „Pixhawk“ skrydžio kompiuterio aparatinė įranga. Propeleriai buvo elektriniai varikliai be šepetėlių.

Perskaitykite visą dokumentą.

Kas toliau?

Komanda norėtų toliau plėtoti principus, kuriuos būtų galima įtraukti į judančių dalių, tokių kaip vairai, skaičiavimus. Jie taip pat norėtų sugeneruoti algoritmą, kuris projektavimo metu galėtų automatiškai pasiūlyti komponentų dalių optimizavimą.