УДК 004.896:629.7.05
DOI: 10.36871/26189976.2026.04-4.013
Авторы
Галина Анатольевна Овсеенко,
Казанский государственный энергетический университет, Казань, Россия
Тамара Константиновна Филимонова,
Казанский государственный энергетический университет, Казань, Россия
Аннотация
Статья посвящена проектированию и разработке программного обеспечения для управления тягой квадрокоптера с использованием собственного полётного контроллера на базе микроконтроллера STM32. Актуальность темы обусловлена высокой стоимостью и длительными сроками поставки серийных полётных контроллеров, а также необходимостью полного контроля над алгоритмами стабилизации и управления для решения специализированных задач. Предметом исследования являются процессы подбора элементной базы, разработки электрической схемы, проектирования печатной платы, создания и отладки встраиваемого программного обеспечения для управления тягой. Цель исследования — создание функционально полного, надежного и доступного для воспроизводства полётного контроллера с реализацией алгоритмов PID-регулирования и обработки данных с инерциальных датчиков. Задачи исследования включают: обоснование выбора микроконтроллера и датчиков; разработку электрической принципиальной схемы и топологии печатной платы; сборку и тестирование макетного образца; реализацию программного обеспечения для опроса датчиков, расчёта управляющих сигналов и формирования ШИМ-команд для электронных регуляторов скорости (ESC); интеграцию приёмника радиосигнала; проведение натурных испытаний. Практическая значимость работы заключается в создании законченного образца полётного контроллера с открытой архитектурой, позволяющего адаптировать алгоритмы управления под конкретные задачи, а также в разработке программного обеспечения с динамической коррекцией коэффициентов PID-регуляторов в зависимости от режима полёта. Разработанный контроллер успешно прошел стендовые испытания, продемонстрировав устойчивую стабилизацию квадрокоптера по всем трём осям и линейную управляемость. Предложенные схемотехнические и программные решения могут быть тиражированы в образовательных целях и для создания специализированных беспилотных авиационных систем (БАС).
Ключевые слова
полётный контроллер
квадрокоптер
STM32
MPU6050
PID-регулятор
управление тягой
ШИМ
ESC
встраиваемое ПО
Arduino IDE
Список литературы
[1] Байнов А. М., Зарипова Р. С. Робототехника и компьютерное моделирование: задачи и перспективы применения // International Journal of Advanced Studies in Computer Engineering. 2018. № 2. С. 4-7.
[2] Гаджиева Г. М., Косулин В. В., Висаитова Б. Х. Информационные технологии в развитии интеллектуальных информационных систем // Учет и контроль. 2025. Т. 3. № 11. С. 179-187.
[3] Макарова И. В., Хабибуллин Р. Г., Мухаметдинов Э. М., Беляев Э. И. Управление надежностью беспилотных транспортных средств как один из путей повышения устойчивости транспортной системы // Беспилотные транспортные средства: проблемы и перспективы. сборник материалов 94 международной научно-технической конференции Ассоциации автомобильных инженеров. Главный редактор С.М. Дмитриев. 2016. С. 61-72.
[4] Нуриев М. Г. Физическое моделирование электромагнитных помех для прогнозирования помехоустойчивости бортовой вычислительной техники БПЛА // Технологии электромагнитной совместимости. 2019. № 1 (68). С. 41-51.
[5] Пырнова О. А., Никоноров Д. П., Шарифуллина А. Ю. Разработка статического анализатора программного кода // Научно-технический вестник Поволжья. 2023. № 12. С. 522-525.
[6] Салимов Р. Р., Зарипова Р. С. Роль интеграции робототехники в современное общество // Технологический суверенитет и цифровая трансформация. Международная научно-техническая конференция. Казань, 2024. С. 219-222.
[7] Смирнов Ю. Н. Общая и имитационная информационно-математические модели деятельности предприятия // Интеграл. 2007. № 6. С. 46-47.
[8] Столяров И. С., Филимонова Т. К. Разработка программного обеспечения для обработки заказов по сборке электрораспределительного оборудования // Тенденции развития науки и образования. 2023. № 102-5. С. 39-41.
[9] Филимонова Т. К., Овсеенко Г. А., Мустафаев Т. А. Разработка имитационной информационно-математической модели деятельности предприятия // Научно-технический вестник Поволжья. 2023. № 11. С. 127-130.
[10] Хасбиуллин А. М., Филимонова Т. К. Программное обеспечение для управления беспилотником / Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ RU 2024667775, 30.07.2024. Заявка № 2024665662 от 08.07.2024.
[11] Шадиева М. Ю., Виноградов В. Ю., Косулин В. В. Анализ платформы интеграции данных управления наукой и технологиями на основе больших данных // Экономика и управление: проблемы, решения. 2025. Т. 9. № 8 (161). С. 199-205.
