Моделирование динамики движения группы дронов с применением открытой платформы GYM-PYBULLET-DRONES

Abstract

В данной работе рассмотрена симуляционная среда gym-pybullet-drones, являющаяся открытой платформой, ориентированной на специалистов в области робототехники, как инструмент для моделирования динамики квадрокоптеров и разработки алгоритмов управления. Проведено моделирование динамики движения группы дронов с целью проверки работоспособности и устойчивости управления PID-контроллера. Моделирование выполнялось по двум сценариям: движение трех дронов по круговой траектории на разных высотах в одном направлении и движение двух дронов по синусоидальной трактории на разных высотах в противоположных направлениях. В обоих сценариях учитывалось влияние аэродинамических эффектов (downwash effect) на динамику исследуемых объектов. Проведенный анализ показал, что PID-контроллер обеспечивает стабильное удержание траектории, но с учетом внешних возмущений, таких как аэродинамические эффекты, наблюдаются корректирующие колебания параметров движения. Исследование влияния нисходящих воздушных потоков продемонстрировало значительное воздействие на нижний квадрокоптер, выраженное в скачках высоты, углов ориентации и изменении скоростей вращения двигателей. Результаты работы подтверждают возможность использования gym-pybullet-drones для оценки и оптимизации систем управления дронами, что особенно актуально при разработке многоагентных систем беспилотных летательных аппаратов.