Исследование влияния электромагнитных процессов BLDC мотора на показания гироскопа
| Parent link: | Известия Кабардино-Балкарского научного центра РАН.— .— Нальчик: КБНЦ РАН Т. 27, № 3.— 2025.— С. 55-72 |
|---|---|
| Main Author: | |
| Other Authors: | , |
| Summary: | Заглавие с экрана Актуальность работы заключается в том, что вибрационные помехи, возникающие вследствие работы двигателей квадрокоптера, остаются одной из ключевых причин ухудшения точности и устойчивости систем управления беспилотными летательными аппаратами. Эти помехи, вызванные переключением магнитных потоков в электродвигателях, могут существенно влиять на показания датчиков, таких как гироскопы и акселерометры, что снижает общую эффективность навигации и стабилизации. Поэтому исследование свойств таких помех и их влияния на динамику квадрокоптера является важной и практически значимой задачей. Цель данной работы заключается в определении свойств вибрационных помех, вызванных переключением магнитных потоков в двигателях, и влияния этих помех на работу квадрокоптера. Методы. В работе использованы методы математического моделирования, спектрального анализа и экспериментального исследования. Результаты. В работе предложена модификация модели квадрокоптера, учитывающая эти помехи. Результаты моделирования и экспериментальных исследований подтверждают, что частота вибрации связана с управлением двигателей и присутствует в спектре силы тяги, что в свою очередь отражается на показаниях гироскопа и акселерометра. Подчеркивается необходимость учета вибрационных помех для качественного синтеза систем управления квадрокоптером, а также разработки новых алгоритмов, устойчивых к шумам. Выводы. Дальнейшие исследования могут быть направлены на оптимизацию архитектуры управления с учетом выявленных спектральных составляющих помехи, а также на разработку более эффективных фильтров, которые могли бы обеспечить высокий уровень производительности и точности при условии наличия помех The relevance of the work lies in the fact that vibration interference due to the operation of quadrocopter engines remains one of the key reasons for the deterioration in accuracy and stability of drone control systems. This interference, caused by a flux switching motor, can significantly affect the accuracy of accelerometer and gyroscope readings, reducing the overall navigation and stabilisation performance. Therefore, studying the properties of such disturbances and their influence on quadrocopter dynamics is an important and practical task. The objective of this paper is to determine vibration properties caused by flux switching motor, as well as their effect on quadrocopter performance. Methods. The methods of mathematical modelling, spectral analysis and experimental investigations are used in this work. Results. This paper proposes a modification to the quadrocopter model that considers these interferences. Modelling and experimental results confirm that vibration frequency is related to engine control and is present in the thrust force spectrum, which in turn is reflected in the readings from the gyroscope and accelerometer. The necessity of taking vibration noise into account for qualitative synthesis of quadrocopter control systems, as well as the development of new noise-tolerant algorithms is emphasized. Conclusions. Further research could focus on optimising the control architecture to account for the identified spectral interference. It could also involve developing more efficient filters that could deliver high performance and accuracy when noise interference is included Текстовый файл |
| Published: |
2025
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://www.elibrary.ru/item.asp?id=82568194 |
| Format: | Electronic Book Chapter |
| KOHA link: | https://koha.lib.tpu.ru/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=681852 |