"על מנת לממש את מלוא הפוטנציאל של המעופפים החשמליים הללו, אתה זקוק למערכת בקרה חכמה המשפרת את חוסנם ובעיקר את עמידתם בפני מגוון תקלות", אומר Soon-Jo Chung, ברן פרופסור לבקרה ומערכות דינמיות ב-Caltech ו מדען מחקר בכיר ב-JPL, אותה מנהלת Caltech עבור נאס"א. "פיתחנו מערכת כה עמידה בפני תקלות, החיונית למערכות אוטונומיות קריטיות לבטיחות, והיא מציגה את הרעיון של חיישנים וירטואליים לזיהוי כל כשל באמצעות למידת מכונה ושיטות בקרה אדפטיבית".
ריבוי רוטורים פירושם נקודות כשל אפשריות רבות
מהנדסים בונים את המטוסים החשמליים ההיברידיים האלה עם מספר מדחפים, או רוטורים, בין השאר לצורך יתירות: אם רוטור אחד כושל, נותרו מספיק מנועים פונקציונליים כדי להישאר מוטסים. עם זאת, כדי להפחית את האנרגיה הנדרשת לטיסות בין מקומות עירוניים - נניח 10 או 20 מיילים - כלי השיט זקוקים גם לכנפיים קבועות. עם זאת, יש גם רוטורים וגם כנפיים, יוצר נקודות רבות של כשל אפשרי בכל מטוס. וזה משאיר את המהנדסים עם השאלה איך הכי טוב לזהות כשמשהו השתבש בכל חלק של הרכב.
מהנדסים יכולים לכלול חיישנים עבור כל רוטור, אבל אפילו זה לא יספיק, אומר צ'ונג. לדוגמה, מטוס עם תשעה רוטורים יזדקק ליותר מתשעה חיישנים, שכן כל רוטור עשוי להזדקק לחיישן אחד כדי לזהות כשל במבנה הרוטור, אחר כדי להבחין אם המנוע שלו מפסיק לפעול, ועוד אחד כדי להתריע כאשר יש בעיה בחיווט האות. מתרחשת. "בסופו של דבר תוכל לקבל מערכת מבוזרת מיותרת ביותר של חיישנים", אומר צ'ונג, אבל זה יהיה יקר, קשה לניהול, ויגדיל את משקל המטוס. גם החיישנים עצמם עלולים להיכשל.
עם NFFT, הקבוצה של צ'ונג הציעה גישה חלופית וחדישה. בונים על מאמצים קודמים, הצוות פיתח שיטת למידה עמוקה שיכולה לא רק להגיב לרוחות חזקות אלא גם לזהות, תוך כדי תנועה, מתי המטוס סבל מכשל על הסיפון. המערכת כוללת רשת עצבית אשר מאומנת מראש על נתוני טיסה מהחיים האמיתיים ולאחר מכן לומדת ומסתגלת בזמן אמת על סמך מספר מוגבל של פרמטרים משתנים, כולל הערכה של מידת היעילות של כל רוטור במטוס בכל נתון. זְמַן.
"זה לא דורש חיישנים נוספים או חומרה לזיהוי וזיהוי תקלות", אומר צ'ונג. "אנחנו רק צופים בהתנהגויות של המטוס - הגישה והמיקום שלו כפונקציה של זמן. אם המטוס סוטה מהמיקום הרצוי שלו מנקודה A לנקודה B, NFFT יכול לזהות שמשהו לא בסדר ולהשתמש במידע שיש לו כדי לפצות על השגיאה הזו".
והתיקון מתרחש מהר מאוד - תוך פחות משנייה. "בהטסת המטוס, אתה באמת יכול להרגיש את ההבדל שעושה NFFT בשמירה על יכולת השליטה של המטוס כאשר מנוע כושל", אומר מדען הצוות מתיו אנדרסון, מחבר העיתון וטייס שעזר בביצוע מבחני הטיסה. "עיצוב השליטה המחודש בזמן אמת גורם לתחושה כאילו שום דבר לא השתנה, למרות שזה עתה אחד המנועים שלך הפסיק לעבוד."
היכרות עם חיישנים וירטואליים
שיטת NFFT מסתמכת על אותות בקרה ואלגוריתמים בזמן אמת כדי לזהות היכן נמצא כשל, כך שצ'ונג אומר שהיא יכולה לתת לכל סוג רכב חיישנים וירטואליים חינמיים בעצם כדי לזהות בעיות. הצוות בדק בעיקר את שיטת הבקרה על כלי הטיס שהם מפתחים, כולל האמבולנס המעופף האוטונומי, רכב חשמלי היברידי שנועד להעביר פצועים או חולים במהירות לבתי חולים. אבל הקבוצה של צ'ונג בדקה שיטת בקרה דומה לתקלות בכלי רכב קרקעיים ויש לה תוכניות להחיל NFFT על סירות.
נכתב על ידי Kimm Fesenmaier
מקור: קלטק
קישור מקור
