Путь от первого лазерно-утюжного автопилота беспилотника-самолета в 2008 году до серийного выпуска целого комплекса приборов систем управления полетом для тяжелых беспилотников в 2019-м. Поделюсь знанием, как структурирована задача управления аппаратом.

1. Управление беспилотными летательными
аппаратами без привлечения внимания
санитаров

2. - Закончил Сибирский Государственный Аэрокосмический
Университет в г. Красноярске, инженер-конструктор,
специальность Ракетостроение
- Руководитель и сооснователь компании Автономные
Аэрокосмические Системы
- Увлекаюсь авиацией, электроникой, робототехникой,
космической техникой
Иван Макаров
makarov@uav-siberia.com
Telegram: @Ivan_V_Makarov

4. История 2004-2007 г

5. История – 2007-2008

6. История – 2007-2008

7. История – 2007-2008

8. Автопилот БПЛА
АП-01 … АП-03 структура комплекса
Блок автопилота
Микшер ШИМ сигналов
Приёмник
Радиомодем
Компьютер оператора
Передающая
аппаратура
радиоуправления
Радиомодем
Привод заслонки двигателя
Привод руля высоты
Привод элеронов
Привод руля направления
Борт самолёта
• Выход САУ на стандартные сервоприводы ШИМ сигналами.
• Комбинирование ручного управления – внешнее мультиплексирование
с приоритетом ручному.

9. Устройство автопилота АП-01 .. АП-03

10. Апробация

11. - Стандартные авиамодельные сервы крайне капризны
с точки зрения электромагнитной совместимости
- Приоритет управления внешним пилотом –
подвержена человеческим ошибкам
- Решение сложно масштабировать по сложности
Выученные уроки

12. Автопилот БПЛА
АП-01 … АП-05
АП-01 (2008 г)
«Автопилот
электроники»
АП-04 (2010 г)

13. Автопилот БПЛА
АП-05

14. Смена идеологии
Простейшая система
- Time слоты для вычисления задач
- Использование стандартных модельных сервоприводов
- За автопилот все решает внешний пилот
Масштабируемый аппаратно-программный комплекс
- Операционная система реального времени в защищенном режиме
- Использование последовательных интерфейсов, RS-232, RS-485, с единым
протоколом мультиплексного обмена.
- Программное мультиплексирование сигналов ручного управления – доверие
вычислителю.

15. Автопилот БПЛА
АП-04 .. АП-05 структурная схема

16. Автопилот Сервопривод Радиомодем 868 МГц
Устройство ввода вывода
Магнитометр
Радиомодем 2,4 ГГц
Наземный антенный пост
Набор устройств для построения системы управления

17. БКиКАП
САС
АП – автопилот
КПН – контроллер полезной нагрузки
СНС – спутниковая навигационная система
КХИП – контроллер химического источника питания
САС – система автоматического спасения
КДВС – контроллер двигателя внутреннего сгорания
ЭП – электропривод
ПРДПРМ - приёмопередающая аппаратура радиоканала
ЭП ЭПЭПЭП ЭПЭП
ЭП
ЭПЭП
ЭП
КДВС
ПРДПРМ
ПРДПРМ
ПРДПРМ
КХИП
КПН
RS-485 левый
RS-232
RS-485 правый
RS-485 центральный
Угломерная СНС
Структура САУ самолета массой 60 кг

18. Структура САУ самолета массой 10 кг

19. Предпосылки к созданию унифицированного комплекса
- Собственная потребность в линейке БЛА для решения задач
дистанционного зондирования земли от 9 до 50 кг.
- Желание заниматься решением комплексных задач управления
робототехническими средствами.
- Востребованность решений по системам управления БЛА.

20. - оптимизировать процесс разработки и испытаний беспилотников
различного класса
- формирование задела об управлении БЛА по принципу «не повторяй себя»
(don’t repeat yourself – DRY)
- развитие научно-технического задела коллектива по управлению,
подтверждаемого практическими результатами
Цели унификации

21. Воздушные робототехнические платформы

22. Управление движением:
1. Навигация – определить где и когда я нахожусь
2. Траекторное управление – интерпретировать полетное задание, определить куда
лететь и когда
3. Пилотажное управление – воздействовать на исполнительные механизмы для
удержания аппарата на траектории
4. Логическое управление – анализировать ситуацию по измерениям и воздействовать на
систему для смены ее режима использования
Взаимодействие:
1. Поддержка радиообмена с наземной станцией управления и оператором
2. Обмен информацией со всеми устройствами системы
3. Управление полезной нагрузкой
Отработка, отладка, обеспечение качества:
1. Протоколирование параметров в энергонезависимую память (бортовой регистратор,
«черный ящик»)
2. Передача телеметрии оператору
Задачи, решаемые системой управления
беспилотником

23. Структура программного обеспечения

25. Модуль траекторного уровня САУ

26. Модуль пилотажного уровня САУ

27. Про испытания

28. Модуль пилотажного уровня САУ

29. Модуль логического уровня управления

30. Модуль логического уровня управления

31. Унификация сбора телеметрических параметров

32. АРМ аналитика телеметрии

33. Про испытания
http://linorgoralik.com/pts/

34. Наземная станция управления

35. Наземная станция управления
конфигурируемые виджеты

36. Отработка
www.flightgear.org

37. Данные с полетов

38. Данные с полетов

39. Резюме
- Рассказал DIY историю, которая преобразовалась в работающее
предприятие
- Рассказал об одной из возможных архитектур построения системы
управления летающего беспилотника и эволюции решения
- Рассказал о некоторых подходах
- Призываю общаться, знакомиться искать идеи и возможности
Иван Макаров
makarov@uav-siberia.com
Telegram: @Ivan_V_Makarov

40. Про Санитаров
- Не бояться J
- Любить свое дело J
- Соблюдать воздушный кодекс
- Внимательно тестироваться и испытываться
- Беречь себя и окружающих
- Не наглеть

41. Спасибо за внимание!
Иван Макаров
makarov@uav-siberia.com
Telegram: @Ivan_V_Makarov