Odhad a optimalizace spotřeby energie během letu UAV

Abstract

Cílem práce je navrhnout způsob minimalizace spotřeby baterie během letu bezpilotní kvadrokoptéry (UAV). Úloha se skládá z několika dílčích částí. V prvé řadě je potřeba spotřebu baterie v závislosti na letové trajektorii výpočtem určit pomocí matematického modelu spotřeby, který může být závislý i na odhadu aerodynamických vlastností UAV. Poté je možné trajektorii podle kritéria spotřeby optimalizovat. Pro potřeby použití optimalizace během letu UAV, tzn. provádět výpočet v reálném čase, je také potřeba najít vhodnou aproximaci odhadu spotřeby během letu i bez použití kompletního dynamického či aerodynamického modelu. Výsledky práce mohou posloužit pro prodloužení letového času UAV používajících MRS systém a pro experimentální odhad spotřeby v závislosti na konstrukci UAV a jeho aerodynamických vlastnostech.

The aim of this work is to design a way to minimize the battery consumption of unmanned quadcopter (UAV) flight. The task consists of several parts. First of all, it is necessary to determine the battery consumption depending on the flight trajectory by calculation using a mathematical consumption model, which may also depend on the estimation of the aerodynamic properties of the UAV. Then the trajectory can be optimized according to the consumption criteria. For the needs of using in-flight optimization UAV, ie. to perform a real-time calculation, it is also necessary to find a suitable approximation of the in-flight consumption estimation even without the use of a complete dynamic or aerodynamic model. The results of the work can be used to extend the flight time of UAVs using the MRS system and for experimental estimation of consumption depending on the design of the UAV and its aerodynamic properties.