фильтрация данных, гироскопический датчик, беспилотные летательные аппараты, альфа-бета-фильтр Калмана
Аннотация
Для обеспечения стабилизации полета беспилотного летательного аппарата (БпЛА) мультироторного типа необходимо обрабатывать данные с микромеханических датчиков, установленных на борту, и преобразовывать их в управляющие сигналы. В процессе эксплуатации на БпЛА действует множество внешних и внутренних факторов, что приводит к возникновению шумов в данных типах датчиков. Шумы негативно сказываются на работе системы управления аппаратом. Особенно подвержены шумам сигналы гироскопа, на основе которых рассчитываются угловые скорости и углы наклона аппарата относительно оси ординат. Для решения данной проблемы в работе представлен метод фильтрации шумов в сигнале гироскопического датчика для дифференциальной составляющей пропорционально-интегрально-дифференцирующего регулятора (ПИД). Разработанный метод реализован в виде взаимосвязанной адаптивной системы из двух фильтров и позволяет отфильтровать в исходном сигнале гироскопического датчика высокочастотные электрические шумы, вибрации, вызываемые моторами и резонансными колебаниями рамы БпЛА. В ходе проведенных натурных экспериментов метрика сигнал/шум для обработанных данных достигла максимального значения в 8,40 дБ, что значительно лучше по сравнению с другими научными подходами.
Биографии авторов
Данила Михайлович Волков, Санкт-Петербургский Федеральный исследовательский центр Российской академии наук, г. Санкт-Петербург
программист лаборатории автономных робототехнических систем
Антон Игоревич Савельев, Санкт-Петербургский Федеральный исследовательский центр Российской академии наук, г. Санкт-Петербург
кандидат технических наук, старший научный сотрудник лаборатории автономных робототехнических систем
