"Lai pilnībā izmantotu šo elektrisko skrejlapu potenciālu, jums ir nepieciešama inteliģenta vadības sistēma, kas uzlabo to robustumu un jo īpaši to noturību pret dažādiem defektiem," saka Soon-Jo Chung, Brens, Caltech un dinamisko sistēmu profesors. Vecākais pētnieks JPL, ko Caltech pārvalda NASA. "Mēs esam izstrādājuši šādu kļūdu izturīgu sistēmu, kas ir ļoti svarīga drošībai kritiskām autonomām sistēmām, un tā ievieš ideju par virtuāliem sensoriem, lai atklātu jebkādas atteices, izmantojot mašīnmācības un adaptīvās vadības metodes."
Vairāki rotori nozīmē daudzus iespējamos atteices punktus
Inženieri būvē šos hibrīdos elektriskos lidaparātus ar vairākiem propelleriem vai rotoriem, daļēji redundances nolūkos: ja sabojājas viens rotors, paliek pietiekami daudz funkcionālu motoru, lai paliktu gaisā. Tomēr, lai samazinātu enerģiju, kas nepieciešama, lai veiktu lidojumus starp pilsētām, piemēram, 10 vai 20 jūdžu attālumā, kuģim ir nepieciešami arī fiksēti spārni. Tomēr, ja ir gan rotori, gan spārni, katrā lidmašīnā ir daudz iespējamo atteices punktu. Un tas atstāj inženieriem jautājumu par to, kā vislabāk noteikt, ja ar kādu transportlīdzekļa daļu kaut kas ir nogājis greizi.
Inženieri varētu iekļaut sensorus katram rotoram, taču pat ar to nebūtu pietiekami, saka Chung. Piemēram, gaisa kuģim ar deviņiem rotoriem būtu nepieciešami vairāk nekā deviņi sensori, jo katram rotoram var būt nepieciešams viens sensors, lai konstatētu kļūmi rotora konstrukcijā, otrs, lai pamanītu, ja tā motors pārstāj darboties, un vēl viens sensors, lai brīdinātu, ja rodas signāla vadu problēma. rodas. "Galu galā jums varētu būt ļoti lieka, sadalīta sensoru sistēma," saka Čungs, taču tas būtu dārgi, grūti pārvaldāmi un palielinātu lidmašīnas svaru. Var neizdoties arī paši sensori.
Ar NFFT Chung grupa ir ierosinājusi alternatīva, jauna pieeja. Balstoties uz iepriekšējie centieni, komanda ir izstrādājusi padziļinātas mācīšanās metodi, kas var ne tikai reaģēt uz spēcīgiem vējiem, bet arī lidojuma laikā noteikt, kad lidmašīnai ir radusies kļūme. Sistēma ietver neironu tīklu, kas ir iepriekš apmācīts, pamatojoties uz reāliem lidojuma datiem, un pēc tam mācās un pielāgojas reāllaikā, pamatojoties uz ierobežotu skaitu mainīgu parametru, tostarp aplēses par to, cik efektīvi katrs gaisa kuģa rotors darbojas. laiks.
"Tam nav nepieciešami nekādi papildu sensori vai aparatūra kļūdu noteikšanai un identificēšanai," saka Chung. "Mēs vienkārši novērojam gaisa kuģa uzvedību - tās attieksmi un stāvokli kā laika funkciju. Ja gaisa kuģis novirzās no vēlamās pozīcijas no punkta A uz punktu B, NFFT var atklāt, ka kaut kas nav kārtībā, un izmantot informāciju, kas tai ir, lai kompensētu šo kļūdu.
Un korekcija notiek ārkārtīgi ātri — mazāk nekā sekundē. "Lidojot ar lidmašīnu, jūs patiešām varat sajust atšķirību, ko NFFT nodrošina, saglabājot lidmašīnas vadāmību, ja motors sabojājas," saka personāla zinātnieks Metjū Andersons, papīra autors un pilots, kurš palīdzēja veikt lidojuma testus. "Reāllaika vadības pārprojektēšana rada sajūtu, ka nekas nav mainījies, lai gan jums tikko ir pārstājis darboties viens no jūsu motoriem."
Iepazīstinām ar virtuālajiem sensoriem
NFFT metode balstās uz reāllaika vadības signāliem un algoritmiem, lai noteiktu, kur ir kļūme, tāpēc Chung saka, ka tā var piešķirt jebkura veida transportlīdzeklim būtībā bezmaksas virtuālos sensorus problēmu noteikšanai. Komanda galvenokārt ir pārbaudījusi kontroles metodi ar izstrādātajiem lidaparātiem, tostarp Autonomous Flying Ambulance, hibrīda elektrisko transportlīdzekli, kas paredzēts, lai ātri nogādātu ievainotus vai slimus cilvēkus uz slimnīcām. Bet Chung grupa ir izmēģinājusi līdzīgu kļūdu izturīgu kontroles metodi uz sauszemes transportlīdzekļiem un plāno piemērot NFFT laivām.
Autors Kimms Fesenmaiers
Avots: Caltech
Avota saite
