ЗБІР ТА ПЕРВИННА ОБРОБКА ДАНИХ З СИСТЕМИ ARDUPILOT ДЛЯ ІДЕНТИФІКАЦІЇ МОДЕЛІ ДИНАМІКИ КВАДРОКОПТЕРУ

Анотація

Обґрунтовано необхідність первинної обробки експериментальних даних польоту квадрокоптера, які отримані від системи Ardupilot або аналогічної до неї системи. Головними причинами виникнення необхідності є послідовних характер опитування та реєстрації сигналів від сенсорів, а також різний принцип вимірювання, використаний у них. Мета обробки – синхронізація відліків у записах сигналів та приведення результатів виміру синхронізованих даних до зв’язаної з об’єктом системи координат. На основі літературних джерел та в результаті експерименту показана можливість вважати вектори сигналів, які характеризують рухи квадрокоптера у режимі зависання, векторами стаціонарних випадкових процесів. Розроблено алгоритм застосування методу взаємної кореляційної функції для синхронізації відліків у множині експериментальних даних. Суть алгоритму полягає у визначенні величини запізнення одного сигналу по відношенню до іншого та використанні величини запізнення для визначення синхронних номерів відліків у записах. Доведено, що апаратура Ardupilot дозволяє отримувати експериментальні дані, які необхідні для ідентифікації моделі динаміки квадрокоптера, яка характеризує його динаміку відносно зв’язаної системи координат, оскільки дозволяє знайти координати одного вектора відносно двох систем координат. Представлено алгоритм однозначного визначення матриці переходу за відомим з експерименту векторами прискорень центру мас квадрокоптера відносно зв’язаної з ним системи координат та вектора швидкості руху центру мас квадрокоптера відносно поверхні Землі. Основу алгоритму складає метод визначення кватерніону миттєвого повороту літального апарату, як власного вектора, який відповідає максимальному власному значенню спеціальним чином визначеної числової матриці.