"Nende elektriliste lendlehtede täieliku potentsiaali realiseerimiseks vajate intelligentset juhtimissüsteemi, mis parandab nende vastupidavust ja eriti nende vastupidavust mitmesugustele riketele," ütleb Soon-Jo Chung, Caltechi juhtimis- ja dünaamiliste süsteemide Breni professor. JPL vanemteadur, mida Caltech haldab NASA jaoks. "Oleme välja töötanud sellise tõrketaluva süsteemi, mis on ülioluline ohutuskriitiliste autonoomsete süsteemide jaoks, ja see tutvustab virtuaalsete andurite ideed mis tahes rikke tuvastamiseks masinõppe ja adaptiivsete juhtimismeetodite abil."
Mitu rootorit tähendab palju võimalikke tõrkepunkte
Insenerid ehitavad neid mitme propelleriga või rootoriga hübriid-elektrilennukeid osaliselt koondamise eesmärgil: kui üks rootor peaks rikki minema, jääb õhus püsimiseks piisavalt funktsionaalseid mootoreid. Kuid selleks, et vähendada energiakulu, mis kulub linnapiirkondade vaheliste lendude tegemiseks (näiteks 10 või 20 miili kaugusele), vajab veesõiduk ka fikseeritud tiibu. Nii rootorite kui ka tiibade olemasolu tekitab aga igas lennukis palju võimalikke rikkepunkte. Ja see jätab inseneridele küsimuse, kuidas kõige paremini tuvastada, kui mis tahes sõiduki osaga on midagi valesti läinud.
Insenerid võiksid lisada iga rootori jaoks andureid, kuid isegi sellest ei piisa, ütleb Chung. Näiteks üheksa rootoriga õhusõiduk vajaks rohkem kui üheksat andurit, kuna iga rootor võib vajada ühte andurit, mis tuvastab rootori konstruktsiooni tõrke, teist andurit, et märgata, kui selle mootor seiskub, ja veel üht andurit, et anda märku signaali juhtmestiku probleemist. esineb. "Teil võib lõpuks olla väga üleliigne hajutatud andurite süsteem, " ütleb Chung, kuid see oleks kallis, raskesti juhitav ja suurendaks lennuki kaalu. Andurid ise võivad samuti ebaõnnestuda.
NFFT-ga tegi Chungi rühm ettepaneku alternatiivne, uudne lähenemine. Toetudes varasemad jõupingutused, on meeskond välja töötanud süvaõppemeetodi, mis suudab mitte ainult reageerida tugevatele tuultele, vaid ka lennu ajal tuvastada, kui lennuki pardal on rikkeid. Süsteem sisaldab närvivõrku, mis on eelkoolitatud reaalsete lennuandmete põhjal ning seejärel õpib ja kohandub reaalajas piiratud arvu muutuvate parameetrite alusel, sealhulgas hinnangu selle kohta, kui tõhusalt iga õhusõiduki rootor konkreetsel hetkel töötab. aega.
"See ei nõua rikete tuvastamiseks ja tuvastamiseks täiendavaid andureid ega riistvara," ütleb Chung. "Me lihtsalt jälgime õhusõiduki käitumist - selle suhtumist ja asendit aja funktsioonina. Kui lennuk kaldub soovitud asukohast punktist A punkti B, saab NFFT tuvastada, et midagi on valesti, ja kasutada teavet, mida tal on selle vea kompenseerimiseks.
Ja korrigeerimine toimub väga kiiresti - vähem kui sekundiga. "Lennukiga lennates on tõesti tunda erinevust, mida NFFT muudab lennuki juhitavuse säilitamisel mootori rikke korral," ütleb personaliteadlane Matthew Anderson, paberi autor ja piloot, kes aitas lennukatseid läbi viia. "Reaalajas juhtimise ümberkujundamine tekitab tunde, nagu poleks midagi muutunud, kuigi üks teie mootoritest lakkas töötamast."
Tutvustame virtuaalseid andureid
NFFT-meetod tugineb rikke asukoha tuvastamiseks reaalajas juhtimissignaalidele ja algoritmidele, nii et Chung ütleb, et see võib anda mis tahes tüüpi sõidukitele probleemide tuvastamiseks sisuliselt tasuta virtuaalsed andurid. Meeskond on katsetanud juhtimismeetodit peamiselt nende arendatavatel õhusõidukitel, sealhulgas autonoomsel lendaval kiirabiautol, hübriidelektrisõidukil, mis on loodud vigastatud või haigete inimeste kiireks haiglasse toimetamiseks. Kuid Chungi rühm on katsetanud sarnast tõrketaluvusega juhtimismeetodit maismaasõidukitel ja kavatseb rakendada NFFT-d paatidele.
Kirjutas Kimm Fesenmaier
Allikas: Caltech
Allikaside link
