1 Temat: Symulacje komputerowe lotu helikoptera w języku JavaAutor: Jarosław Gołaszewski Promotor: Dr Dariusz Król

2 Agenda Cel pracy Problemy informatyczne Model matematyczny helikopteraZastosowany system regulatora rozmytego Wizualizacja symulacji Badania modelu helikoptera oraz autopilota Podsumowanie 2/17

3 Cel pracy Projekt, implementacja oraz zbadanie działania symulatora lotu śmigłowca dla niskich prędkości i systemu sterowania, opartego na zasadach logiki rozmytej, utrzymującego helikopter w zawisie 3/17

4 Problemy informatyczneImplementacja złożonej aerodynamiki lotu przy niskich prędkościach Modelowanie efektu podmuchu wiatru Implementacja systemu sterowania utrzymującego śmigłowiec w zawisie Wizualizacja lotu helikoptera 4/17

5 Modele matematyczne helikopteraZłożoność układu Duża liczba ruchomych elementów Bardzo specyficzne problemy dla tego typu konstrukcji Sześć stopni swobody ruchu (prędkości postępowe i kątowe) Teorie i założenia na podstawie badań empirycznych 5/17

6 Zaimplementowany model lotuRuch opisany równaniami równowagi sił i momentów, uzupełnionymi związkami kinematycznymi Ciało sztywne o 6 stopniach swobody Badania dotyczące zawisu oraz niskich prędkości Pochodne aerodynamiczne i momenty bezwładności z PZL-Świdnik, dla zawisu Warunki atmosferyczne uwzględnione pośrednio w pochodnych 6/17

7 Zastosowany system sterowania cz.1Regulator rozmyty + Dobre rezultaty dla sterowania obiektami o nieliniowym i niestacjonarnym charakterze + Prostota i szybkość działania + Stosunkowo prosta implementacja - Trudna analiza i dobór parametrów 7/17

8 Zastosowany system autopilota cz.2Stan helikoptera (u, v, w, p, q, r) Sygnał sterujący (0 ,1, 2, s0) Schemat regulatora: Fuzyfikacja Reguły Wnioskowania rozmytego (Inferencja) Funkcja konkluzji 1 (Defuzyfikacja) Funkcja konkluzji 2 Funkcja konkluzji 3 Funkcja konkluzji 4 w u, q v, p r 0 1 2 s0 8/17

9 Wizualizacja symulacji cz. 1Język programowania – Java Wizualizacja 3D przy użyciu biblioteki jogl 1.1.0a umożliwiającej dostęp do możliwości OpenGL Praca kamery Dowolny ruch wokół modelu helikoptera Przybliżanie i oddalanie Animacja modelu śmigłowca Model w formacie MD2 Płynna animacja – interpolacja wierzchołków Cieniowanie modelu 9/17

10 Wizualizacja symulacji cz. 2Realistyczne odwzorowanie terenu Generowanie ukształtowania na podstawie mapy bitowej w odcieniach szarości Teksturowanie Oświetlenie i cieniowanie terenu Efekt mgły Wykorzystanie buforów wierzchołków Efekty pogodowe Opady deszczu wizualizujące kierunek wiatru (plakatowanie) 10/17

11 Zakres badań Badanie reakcji na zmianę kątów sterowania – weryfikacja modelu Reakcja modelu na podmuch wiatru Bez systemu regulacji Z włączonym systemem sterowania 11/17

12 Badania(reakcja na podmuch podłużny)12/17

13 Badania(reakcja na reakcja na podmuch podłużny, włączony system regulacji)13/17

14 Badania (rezultaty) 14/17

15 Prezentacja symulatora15/17

16 Podsumowanie Złożoność zagadnieniaBrak podobnego podejścia do tematu symulacji Dużo możliwości przeprowadzania badań Możliwość wykorzystania efektów pracy w praktyce Badanie systemów sterowania Nauka pilotażu 16/17

17 Dziękuję za uwagę 17/17