Розробка математичної моделі безпілотного літального апарату при виконанні збору даних

Abstract

Робота складається з вступу, трьох основних розділів, висновків, списку використаних джерел. У вступі обґрунтовано актуальність теми, яка полягає в необхідності розробки математичних моделей для оптимізації роботи безпілотних літальних апаратів (БПЛА), зокрема в умовах збору даних. Метою роботи є розробка універсальної математичної моделі, яка забезпечує стабільність польоту, оптимізацію енергоспоживання та адаптацію до змін навколишнього середовища. У вступі також визначені об’єкт, предмет, завдання дослідження. У першому розділі досліджується теоретичний аспект моделювання БПЛА, описуються аеродинамічні характеристики та їх вплив на польотні параметри, а також алгоритми стабілізації та управління польотом. Другий розділ присвячений розробці математичної моделі БПЛА, в тому числі визначенню динаміки руху апарату та оптимізації траєкторії польоту. Окремо розглянуті методи оптимізації енергоспоживання та адаптації до змін навколишнього середовища. У третьому розділі представлені результати реалізації моделі та аналіз реальних польотів. Тестування алгоритмів стабілізації та оптимізації показало зниження енергоспоживання на 20% та підвищення стабільності польоту за умов турбулентності. У висновках підведено підсумки проведеного дослідження.Робота обсягом 111 сторінок, містить 17 найменування використаних джерел. The thesis consists of an introduction, three main chapters, conclusions, and a list of references. The introduction justifies the relevance of the topic, which lies in the need to develop mathematical models for optimizing the operation of unmanned aerial vehicles (UAVs), particularly in data collection tasks. The aim of the work is to develop a universal mathematical model that ensures flight stability, energy consumption optimization, and adaptation to changing environmental conditions. The introduction also defines the object, subject, and objectives of the research.The first chapter focuses on the theoretical aspects of UAV modeling, describing aerodynamic characteristics and their impact on flight parameters, as well as stabilization and control algorithms. The second chapter is dedicated to the development of the UAV's mathematical model, including determining the dynamics of the vehicle's movement and optimizing the flight path. Methods of energy consumption optimization and adaptation to environmental changes are also discussed. The third chapter presents the results of the model implementation and real flight analysis. Testing of stabilization and optimization algorithms showed a 20% reduction in energy consumption and improved flight stability in turbulent conditions. The conclusions summarize the findings of the study. The work consists of 105 pages and includes 17 references.