МОДЕЛЬ ДИНАМІКИ РУХУ БЕЗПІЛОТНОГО ЛІТАЛЬНОГО АПАРАТА ДЛЯ ВИРІШЕННЯ ЗАВДАНЬ КЕРУВАННЯ ТА НАВІГАЦІЇ

Актуальність. Використання безпілотних літальних апаратів (БпЛА) у цивільних і військових завданнях стрімко зростає, проте їхня ефективність значно знижується під дією поривів, зсувів і турбулентності вітру. Це особливо критично для моніторингу, картографування, пошуково-рятувальних операцій чи доставки, де важливими є точність, надійність і ефективність. В таких умовах стандартні схеми керування працюють лише за слабких впливів, що обмежує функціональність і знижує безпеку застосування БпЛА. Таким чином, постає потреба у створенні адекватних математичних моделей і сучасних інформаційних технологій, здатних компенсувати негативний вплив вітру. Постановка проблеми. Традиційні спрощені моделі польоту та стандартні регулятори забезпечують стійкість лише в умовах слабких впливів, що не задовольняє вимоги до точності й надійності. Однією з ключових передумов створення сучасних інформаційних технологій керування є побудова математичної моделі БпЛА, яка коректно враховує вплив вітру на рух апарата. Шляхи вирішення. У статті запропоновано модель динаміки руху безпілотного літального апарата, що описує його рух у шести ступенях свободи. У ній враховано проєкції сил тяжіння, тяги та аеродинамічних сил на швидкісні, нормальні та траєкторні системи координат, а також включено вплив вітру через зв’язок між повітряною та земною швидкістю. Це створює умови для подальшої лінеаризації рівнянь, декомпозиції системи на поздовжній і бічний рух та визначення передавальних функцій, необхідних для аналізу та синтезу систем автоматичного керування. Результати. Розроблена модель дає змогу досліджувати поздовжній і бічний збурений рух, оцінювати стійкість та якість перехідних процесів у системах керування. Вона забезпечує формалізовану основу для підключення моделей вітру, проведення випробувань різних сценаріїв та порівняння методів компенсації збурень. Висновки. Запропонована модель є основою для розроблення інформаційних технологій керування польотом БпЛА в умовах вітрових збурень. Вона дає змогу створювати робастні та прогнозні алгоритми керування, що підвищують точність, ефективність і надійність виконання польотних завдань у складних атмосферних умовах.