View Project

Norwegian AI Directory

Nonlinear Autopilot Design for Extended Flight Envelopes and Operation of Fixed-Wing UAVs in Extreme Conditions


Description:

Prosjektet har utviklet autopilotalgoritmer for vingeformede ubemannede fly (droner). Autopilotsystemene har utviklet seg signifikant over tid, fra tidlige systemer som så vidt kunne holde en konstant orientering til moderne systemer for automatisk landing og komplekse manøvrer. Imidlertid, konvensjonelle autopiloter opererer innenfor et lite arbeidsområde og den dynamiske oppførselen av farkosten er begrenset slik at lineære designmetoder kan brukes. Dette legger unødvendige begrensinger på dronens operasjonelle kapasitet så vell som krav til hvilken vind det er trygt å fly i. Droner kan også opereres i autonome modi, hvilket krever at autopiloten er feiltolerang, rekonfigurerbar og intelligent for å takle uforutsette hendelser. Som en konsekvens av dette har vi utviklet autopilotalgoritmer hvor hovedmålet var å øke dronens arbeidsområde slik at dronen kan utføre mer avanserte manøvrer samt operere i ekstremt vær. Denne funksjonaliteten er viktig for mange kommersielle anvendelser. I løpet av de første årene av prosjektet har flere nye resultater blitt publisert. Dette inkluderer en ikke-lineær modellpredikitv regulator for vingeformede ubemannede fly. Deep reinforcement learning har blitt brukt til å lage algoritmer for attituderegulering ved hjelp av optimaliseringsmetoder. En komplett aerodynamisk model har blitt utviklet og testet for Skywalker X8 UAV. De aerodynamiske koeffisientene i modellen har blitt kalibrert ved hjelp av vindtunneltester. Modellen kan brukes av forskere til å simulerer aggressive manøvre og teste ikke-lineære styresystemer.


Project leader: Thor Inge Fossen

Started: 2017

Ends: 2021

Category: Universiteter

Sector: UoH-sektor

Budget: 9910972

Institution: NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET NTNU

Address: