Konstrukce a výroba výukového modelu "Vrtulník se dvěma rotory"

Abstract

Práce se zabývá návrhem a stavbou výukového modelu "Vrtulník se dvěma rotory". První část práce je věnována konstrukční stránce. Jsou určeny funkční požadavky a je vytvořen soubor možných variant řešení. Z nich je následně vybrána jedna, která je podrobněji rozpracována pomocí 3D CAD systému a fyzicky vyrobena. Je rozpracována rozvaha volby materiálů s ohledem na maximální dosažitelný tah motorů a navrženo centrální uložení modelu tak, aby se mohl pohybovat ve 3 osách. Druhá část se věnuje návrhu a konstrukci potřebné výkonové elektroniky, včetně její realizace. Je vybrána vhodná senzorika, způsob řízení otáček motorů a napájení, podle kterých vznikla deska plošných spojů, fungující jako interface mezi PC (kartou MF624) a vrtulníkem. V závěrečné části je proveden odhad parametrů modelu a vytvořeno PID řízení pohybu dílčích os. Postup odhadu paramerů je detailně rozebrán, jsou zmíněna jednotlivá úskalí a vyhodnoceny naměřené hodnoty. PID řízení je provedeno postupně, s ohledem na složitost řízení každé z os. Je zde uvedena problematika zašumění signálu a jeho vliv na řízení.

This work deals with designing and testing of education model "Helicopter with two rotors". The first part is focused on the consturction. Function requirement and set of options of solutions appointed. One of options is chosen and developed by 3D CAD systems. Balance-sheet of possible materials is elaborated in the maximum level available motor pull. Central placing of model is proposed to be able to move in 3 axes. The force electronic are designed and constructed in the second part. Suitable sensors, control method of motor speed and power support are chosen. According to this part the printed circuit board is created, which work as interface between PC (card MF624) and helicopter. In the last part model parameters are identificated and PID control is constructed. Selection procedure of parameters is analyzed in detail, each difficulties are mentioned and obtained data are evaluated. PID control is realized by degrees with regard to complexity of controlling the axes. Problems with disturbance and its impact on control is discussed also.