Курс Інженерія польотів для БпЛА

На онлайн-курсі ви розберетеся, як саме літальні апарати тримаються в повітрі та як ними керувати. Ви послідовно пройдете шлях від базових принципів аеродинаміки до розуміння, як працює автопілот і на чому він будується. Також навчитесь інтегрувати сенсори та застосовувати фільтр Калмана для отримання точних даних про положення та орієнтацію апарата. У результаті навчання основам аеродинаміки для БпЛА створите цифровий двійник літального апарата, реалізуєте базову систему стабілізації та перевірите її у віртуальному середовищі.

Програма курсу

Вступ до Flight Systems Engineering

• Познайомитесь із лектором і структурою курсу
• Зрозумієте загальні принципи побудови автопілотів
• Розберетесь у життєвому циклі розробки: від формування вимог - до верифікації систем

Основи аеродинаміки

• Зрозумієте сили та моменти, що діють на літальний апарат: підйомна сила, опір, тяга, вага
• Розберетесь у роботі аеродинамічних поверхонь керування: елерони, рулі висоти й напрямку
• Ознайомитесь із коефіцієнтами стійкості й керованості

Рівняння руху та системи координат

• Ознайомитесь із системами координат, що використовуються в авіації
• Розберетесь у 6-DOF рівняннях руху твердого тіла

Лінеаризація рівнянь руху

• Розберете концепцію LTI-систем
• Навчитесь лінеаризувати моделі для подальшого аналізу

Вступ до MATLAB/Simulink для моделювання

• Освоїте базові можливості MATLAB для інженерних розрахунків
• Навчитесь працювати з інтерфейсом Simulink: створювати блок-схеми, сигнали та підсистеми

Симуляційна модель літака: інтегратор та рвіняння руху

• Опис Інтегратора для диференційних рівнянь
• Реалізація рівнянь руху в Simulink

Симуляційна модель літака: аеродинамічні сили та симуляція польоту

• Моделювання аеродинамічних сил та моментів
• Симуляція польоту та аналіз результатів

Воркшоп: Аналіз стійкості й керованості моделі

• Проаналізуєте власні рухи літака
• Оціните реакцію моделі на відхилення органів керування

Архітектура сучасної авіоніки

Ознайомитесь із ключовими компонентами: польотний контролер, сенсори, актуатори.

Основи теорії автоматичного керування

• Розберете поняття передаточної функції та базові концепції теорії керування
• Ознайомитесь з амплітудно-частотною характеристикою

Основи систем керування

• Розберетесь у системах зі зворотним зв'язком та видах регуляторів
• Зрозумієте роль ПІД-регуляторів у стабілізації польоту

Розробка автопілота: внутрішній контур

• Опануєте проєктування каскадних ПІД-регуляторів для стабілізації кутових швидкостей та кутів
• Реалізуєте контур стабілізації в Simulink

Розробка автопілота: зовнішній контур

• Розберетесь в алгоритмах утримання висоти, швидкості й курсу
• Навчитесь реалізовувати логіку польоту за маршрутними точками

Моделювання сенсорів та їхніх похибок

• Ознайомитесь із моделями IMU, гіроскопів та акселерометрів
• Навчитесь імітувати шум, зміщення та дрейф сенсорів

Основи навігації та Sensor Fusion

• Зрозумієте принципи інерціальної навігації
• Ознайомитесь із фільтром Калмана для об'єднання даних з різних сенсорів

Інтеграція моделі Simulink із симулятором

• Опануєте налаштування Software-in-the-Loop (SITL) симуляції
• Навчитесь організовувати передачу даних між симулятором і моделлю керування

Верифікація та валідація систем керування

• Навчитесь планувати тести для симуляційної моделі
• Опануєте застосування методу Monte Carlo для перевірки надійності системи

Ідентифікація систем

• Зрозумієте концепцію ідентифікації систем та її застосування
• Ознайомитесь із методами ARX та ARMAX

Захист фінальних проєктів

• Презентуєте власну симуляційну модель
• Проаналізуєте результати навчання

Особливості курсу

• Допомога ментора
• Практика
• 9 практичних домашніх завдань
• Індивідуальний фідбек від лектора
• Проєкт в портфоліо
• Курсовий проєкт

Викладачі курсу

Роман Богославець - Head of department в оборонній сфері