Щербань А. П. Комп’ютеризована система моніторингу електрозабезпечення безпілотного літального апарату

Об’єкт дослідження: процес моніторингу енергозабезпечення та прогнозування часу польоту БПЛА. Мета роботи: розробка комп’ютеризованої системи моніторингу постачання та споживання електроенергії для забезпечення безаварійного польоту БПЛА. Методи дослідження: методи математичного моделювання під час ідентифікації коефіцієнтів моделі процесу розряду; методи емпіричних досліджень при проведенні експериментальних випробувань; методи планування експерименту при розробці методики проведення багатофакторного експерименту; методи дедуктивного аналізу для формулювання гіпотез щодо припустимих температур функціонування ПАДЕ; методи імітаційного моделювання при побудові фізико-хімічної моделі ЛПАБ та побудови системи прийняття рішень з використанням нечіткої логіки. Теоретичні та практичні результати і новизна: удосконалено метод моніторингу стану ПАДЕ, що діє під навантаженням на основі оптимального з точки зору критеріїв мінімальної та достатньої кількості, набору контрольованих параметрів та з урахуванням реальної розрядної характеристики; удосконалено імітаційну модель літій-полімерного ПАДЕ, яка враховує особливості протікання фізико-хімічних процесів та вплив зовнішніх факторів, що дозволило обґрунтувати можливість застосування запропонованого методу моніторингу для оцінки реального стану ЛПАБ; вперше розроблено придатну, за критерієм обчислювальної складності, в комп’ютеризованій системі моніторингу математичну модель процесу розряду ПАДЕ, яка дає можливість прогнозувати залишковий ресурс акумулятора при польоті БПЛА і формулювати рекомендації щодо подальших дій; вперше розроблено метод прийняття рішення в комп’ютеризованій системі моніторингу стану ПАДЕ, що базується на математичному апараті нечіткої логіки; вперше розроблено структуру комп`ютеризованої системи моніторингу електрозабезпечення БПЛА, яка базується на контролі вихідної напруги ЛПАБ її температури та швидкості і напряму вітру, із функцією прогнозування залишкового часу польоту БПЛА для формулювання рекомендацій щодо продовження або припинення його польотного завдання; розроблено методику проведення експериментальних досліджень динамічного розряду ПАДЕ під дією стандартного для БПЛА корисного навантаження; вперше розроблено методику для статистичного оцінювання точності результатів нетипових вимірювань відповідно до вимог міжнародних стандартів, що дозволило побудувати адекватні моделі і підвищити достовірність прогнозування ресурсу ЛПАБ; на основі проведених теоретичних та експериментальних досліджень розряду ЛПАБ під дією реального навантаження та факторів впливу при польоті БПЛА, розроблена методика прогнозування залишкового часу польоту останнього, яка визначає залишковий ресурс ПАДЕ, що служить базисом для формулювання рекомендацій щодо виконання польотного завдання; на основі розробленого методу моніторингу електрозабезпечення БПЛА сформульовані вимоги до складу і точності елементів вимірювальних каналів та обчислювальних компонентів системи моніторингу. Предмет і ступінь впровадження: використовуються на Державному підприємстві «Оризон-Навігація», на кафедрі аеронавігаційних систем Національного авіаційного університету та кафедрі інформаційно-вимірювальної техніки КПІ ім.Ігоря Сікорського. Ефективність впровадження: отримано значний техніко-економічний ефект, що полягає в підвищенні показників достовірності прогнозування ресурсу акумуляторних батарей для БПЛА. Сфера використання: системи моніторингу при польоті безпілотний літальних апаратів та моніторинг електроживлення інших технічних об’єктів, що використовують літій-полімерні акумулятори.