ساخت شبیه‌ساز پرواز سفارشی: دینامیک پرواز، کنترل پیش‌بین مدل و پایتون

علاقه‌مند به ساخت کنترل پرواز سفارشی و الگوریتم‌های شبیه‌سازی خودتان هستید؟ پس این دوره را بررسی کنید!

در این دوره چه می‌آموزید؟

• آشنایی با اصول دینامیک پرواز طولی و جانبی هواپیما و کنترل آن‌ها.
• یادگیری نحوه به کارگیری کنترل پیش‌بین مدل (MPC) در سیستم‌های خطی.
• آشنایی با چگونگی توسعه و بصری‌سازی شبیه‌سازی‌های پرواز 6 درجه آزادی (6-DOF) از طریق مطالعات موردی.
• ساخت شبیه‌سازی‌های پرواز سفارشی خود با استفاده از پایتون (Python) و FlightGear با ارتباط UDP.

پیش‌نیازها

• تجربه برنامه‌نویسی لازم نیست. تکالیف دوره مقدمه‌ای عالی را فراهم می‌کنند.
• نصب FlightGear نسخه v.2020.3.18 یا بالاتر (شبیه‌ساز پرواز رایگان متن‌باز).
• نصب پایتون به همراه کتابخانه‌های مورد نیاز: numpy, scipy, matplotlib, controls toolbox, pandas, flightgear-python.
• حتی اگر FlightGear را نصب نکنید، مطالب زیادی یاد خواهید گرفت و قادر به تکمیل تکالیف 3 تا 5 خواهید بود، اما از قابلیت اجرای شبیه‌سازی‌های جذاب محروم می‌شوید.

نکته مهم:

لطفاً ابتدا 3 ویدیوی رایگان و تکلیف 0 را برای راه‌اندازی پایتون و FlightGear به‌منظور اجرای شبیه‌سازی‌های خودتان مشاهده کنید. نصب پکیج‌های متعدد پایتون در کنار هواپیماها و مناظر FlightGear زمان‌بر است. اکیداً توصیه می‌شود قبل از ثبت‌نام در دوره، تمام موارد را آماده داشته باشید.

تکلیف 0 آزمایشی برای اطمینان از صحت عملکرد همه چیز است – لطفاً آن را از GitHub دانلود کنید: نام کاربری Vinayak-D، مخزن (repo): AerospaceGNCUdemyCourse – برای لینک دانلود، پیش‌نمایش ویدیویی دوره یا درس 3 (پیکربندی پایتون) را ببینید.

نکات برجسته دوره:

• یادگیری اصول دینامیک پرواز هواپیما در شش درجه آزادی (6-DOF) و کنترل پیش‌بین مدل از طریق مثال‌های عملی.
• درک و به‌کارگیری پروتکل ارتباطی یوزر دیتاگرام (UDP) برای ساخت شبیه‌سازی‌های پرواز خود با استفاده از داده‌های ارسالی به/از پایتون و FlightGear، شبیه‌ساز پرواز رایگان متن‌باز.
• تکمیل 5 تکلیف تعاملی برای تقویت درک شما از موضوعات دوره.
• کسب دانش جامع درباره معادلات حرکت هواپیما، مفهومی ضروری برای مشاغل در صنعت هوافضا.
• یادگیری نحوه ساخت شبیه‌سازی‌های کامل 6-DOF از اطلاعات محدود.

توضیحات کامل دوره:

• صنعت هوافضا در حال حاضر در مرحله‌ای حیاتی قرار دارد. فناوری‌های جدید بسیاری در حال توسعه هستند، مانند پرواز مافوق صوت و فراصوت، وسایل نقلیه پرتاب فضایی تجاری جدید قابل استفاده مجدد، و همچنین وسایل نقلیه هوایی کوچک مانند تاکسی‌های هوایی، پهپادها و ماشین‌های مشابه برای استفاده شخصی.
• این دوره به‌عنوان مقدمه‌ای بر دینامیک پرواز برای مبتدیان مطلق عمل می‌کند.
• موضوعات پیچیده‌ای مانند معادلات حرکت هواپیما، نحوه نمایش ریاضی چرخش‌ها و اصول شبیه‌سازی پرواز به روشی عملی معرفی می‌شوند.
• مطالعات موردی در طراحی کنترل پرواز با استفاده از اطلاعات متن‌باز از هواپیمای F-16 نیز ارائه شده است.
• این دوره به موضوع تئوری کنترل خطی، نمایش فضای حالت و توابع انتقال می‌پردازد.
• تکالیف 0 و 1 شما را با تعامل FlightGear و پایتون از طریق پروتکل UDP، و تبدیل مختصات اولیه برای تبدیل موقعیت سه‌بعدی شما به نقطه‌ای روی نقشه آشنا می‌کنند.
• شما بهینه‌سازی درجه دوم را یاد خواهید گرفت، که یک مفهوم اساسی در تئوری کنترل و یادگیری ماشین برای تمام صنایع از فناوری گرفته تا مالی است.
• شما یک حل‌کننده بهینه‌سازی درجه دوم با استفاده از پایتون در تکلیف 2 پیاده‌سازی خواهید کرد.
• شما یاد می‌گیرید که چگونه کنترل پیش‌بین مدل را برای سیستم‌های خطی، به‌طور خاص برای کاربردهای کنترل پرواز، از طریق تکالیف 3 و 4 به کار ببرید.
• در نهایت، تکلیف 5 همه چیز را به هم پیوند می‌دهد؛ شما یک شبیه‌سازی کامل پرواز 6-DOF را در FlightGear بصری‌سازی خواهید کرد!