ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СОСТОЯНИЯ КОНТАКТНОЙ СИСТЕМЫ НА ПОСАДОЧНОЙ ПЛАТФОРМЕ ДЛЯ ПОДЗАРЯДКИ ВОЗДУШНЫХ РОБОТОВ

Аннотация

Известны различные способы периодической подзарядки бортовых аккумуляторов воздушных роботов. Наиболее простой из них – это периодическая посадка воздушного робота на специальную зарядную станцию и зарядка от наземного источника питания. Соединение бортовой и наземной частей зарядной системы можно выполнять на основе платформ с открытыми контактными площадками. Их преимущество по сравнению со штепсельными соединителями заключается в отсутствии жестких требований по точности посадки воздушного робота и возможности обслуживания на платформе одновременно нескольких аппаратов. Авторами была предложена, в частности, одна из схем организации таких платформ, названная схемой с плоскими параллельными электродами. Такая платформа содержит систему контактных площадок, выполненных в виде плоских параллельных электродов, разделенных узкими диэлектрическими прокладками. Половина наземных электродов подключена к «плюсу» наземного источника питания, а другая половина – к «минусу», причем их полярности чередуются. Воздушный робот содержит несколько (от 3-х и более) бортовых посадочных электродов, расположенных на концах опорных стоек. Бортовые электроды посредством диоднораспределительной системы подключены одновременно к положительному и отрицательному входному выводу зарядного контроллера, связанного с бортовым аккумулятором. Расположение точек касания бортовых посадочных электродов на платформе должно подчиняться определенным геометрическим соотношениям. Соблюдение этих соотношений гарантирует исключение ситуации, когда все бортовые электроды контактируют с наземными электродами одной и той же полярности. Таким образом, после посадки как минимум один из бортовых электродов будет иметь полярность, отличную от других, а значит, бортовые цепи получат напряжение от наземного зарядного источника. С помощью специально разработанной программы имитационного моделирования проанализирована вероятность успешной посадки аппарата в зависимости от конфигурации расположения точек касания бортовых электродов с полосами платформы. Изучено также влияние на результат неопределенности координат точек касания. Исследовались 4 варианта схем расположения точек касания: 3-, 4-, 6- и 8-точечная схемы с расположением точек в вершинах правильных многоугольников. Для каждой из схем выявлены оптимальные диапазоны радиуса описывающей многоугольники окружности (при фиксированной ширине полосы), для которых вероятность успешной посадки составляет 100%.