Рассматривается задача моделирования движения марсианского беспилотного вертолета с соосным расположением винтов в системах виртуального окружения. Для решения этой задачи представлена нелинейная математическая модель динамики вертолета с учетом динамики взмахов лопастей винтов. Эта модель также включает нелинейные уравнения для вычисления коэффициентов сил тяги винтов. Предлагаемое решение для управления вертолетом заключается в применении метода линеаризации нелинейных уравнений обратной связью. В рамках такого подхода реализован синтез управления вертикальным и горизонтальным движениями вертолета. Были получены зависимости для углов крена и тангажа вертолета относительно требуемых сил тяг винтов и ускорений летательного аппарата. Результатом синтеза являются соотношения для общих и циклических углов установки лопастей двух винтов. Для обеспечения этих углов были задействованы ПД регуляторы, в которых реализовано вычисление напряжений, подаваемых на электроприводы автоматов перекоса вертолета.

Апробация предложенных в статье методов и подходов проводилась в созданном авторами программном комплексе виртуального окружения на примере управления виртуальной моделью вертолета соосной схемы с помощью тренажерного пульта. Для этой цели были разработаны и добавлены в комплекс программные модули для моделирования динамики и управления вертолетом. При этом для интегрирования дифференциальных уравнений была задействована полунеявная схема Эйлера, а решение нелинейных уравнений осуществлялось с помощью численного метода Ньютона. Управление моделью вертолета реализовано с помощью функциональной схемы, входами которой являются команды от пульта и показания виртуальных датчиков, а на выходе формируются напряжения для электроприводов. Результаты апробации показали адекватность предложенных в статье решений, которые могут быть в дальнейшем использованы для создания тренажеров, предназначенных для обучения операторов навыкам управления вертолетом соосной схемы на Марсе.