Σήμερα, με την ανάπτυξη της τεχνολογίας τσιπ, της τεχνητής νοημοσύνης και των μεγάλων δεδομένων, τα UAV έχουν ξεκινήσει την τάση της νοημοσύνης, του τερματισμού και της ομαδοποίησης. Ένας μεγάλος αριθμός επαγγελματιών στην αυτοματοποίηση, τα μηχανικά ηλεκτρονικά, τη μηχανική πληροφορικής και τη μικροηλεκτρονική έχουν επενδυθεί στην έρευνα και ανάπτυξη UAV. Σε λίγα χρόνια, τα UAV έχουν πετάξει από στρατιωτικές εφαρμογές μακριά από το όραμα των ανθρώπων στα σπίτια των απλών ανθρώπων. Είναι αναμφισβήτητο ότι η ανάπτυξη της τεχνολογίας ελέγχου πτήσης είναι ο μεγαλύτερος μοχλός των αλλαγών των UAV σε αυτή τη δεκαετία.

Ο έλεγχος πτήσης είναι η συντομογραφία του συστήματος ελέγχου πτήσης, το οποίο μπορεί να θεωρηθεί ως ο εγκέφαλος του αεροσκάφους. Το σύστημα ελέγχου πτήσης χρησιμοποιείται κυρίως για τον έλεγχο της στάσης πτήσης και την πλοήγηση. Για τον έλεγχο πτήσης, είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε την τρέχουσα κατάσταση του αεροσκάφους, όπως η τρισδιάστατη θέση, η τρισδιάστατη ταχύτητα, η τρισδιάστατη επιτάχυνση, η γωνία τριών αξόνων και η γωνιακή ταχύτητα τριών αξόνων. Υπάρχουν συνολικά 15 καταστάσεις. Το τρέχον σύστημα ελέγχου πτήσης χρησιμοποιεί μια IMU, γνωστή και ως μονάδα αδρανειακής μέτρησης, η οποία αποτελείται από γυροσκόπιο τριών αξόνων, επιταχυνσιόμετρο τριών αξόνων, αισθητήρα γεωμαγνητικού πεδίου τριών αξόνων και βαρόμετρο. Τι είναι λοιπόν ένα γυροσκόπιο τριών αξόνων, ένα επιταχυνσιόμετρο τριών αξόνων, ένας αισθητήρας γεωμαγνητικού πεδίου τριών αξόνων και ένα βαρόμετρο; Τι ρόλο παίζουν στο αεροσκάφος; Ποιοι είναι οι τρεις άξονες;

Οι τρεις άξονες του γυροσκοπίου τριών αξόνων, του επιταχυνσιόμετρου τριών αξόνων και του αισθητήρα γεωμαγνητικού πεδίου τριών αξόνων αναφέρονται στο αριστερό και το δεξί του αεροσκάφους και στην κάθετη πάνω και κάτω στις μπροστινές και πίσω κατευθύνσεις, οι οποίες αντιπροσωπεύονται γενικά από XYZ. Οι αριστερές και δεξιές κατευθύνσεις στο αεροσκάφος ονομάζονται κύλιση, οι μπροστινές και πίσω κατευθύνσεις στο αεροσκάφος ονομάζονται κλίση και η κάθετη κατεύθυνση είναι ο άξονας Z. Είναι δύσκολο για ένα γυροσκόπιο να σταθεί στο έδαφος όταν δεν περιστρέφεται. Μόνο όταν περιστρέφεται, θα σταθεί στο έδαφος. Αυτό είναι το φαινόμενο του γυροσκοπίου. Σύμφωνα με το φαινόμενο του γυροσκοπίου, έξυπνοι άνθρωποι εφηύραν ένα γυροσκόπιο. Το παλαιότερο γυροσκόπιο ήταν ένα γυροσκόπιο υψηλής ταχύτητας περιστροφής, το οποίο στερεώθηκε σε ένα πλαίσιο μέσω τριών εύκαμπτων αξόνων. Ανεξάρτητα από το πώς περιστρέφεται το εξωτερικό πλαίσιο, το γυροσκόπιο υψηλής ταχύτητας περιστροφής στη μέση διατηρεί πάντα μια στάση. Τα δεδομένα όπως ο βαθμός περιστροφής του εξωτερικού πλαισίου μπορούν να υπολογιστούν μέσω των αισθητήρων στους τρεις άξονες.

Λόγω του υψηλού κόστους και της περίπλοκης μηχανικής δομής του, αντικαθίσταται τώρα από το ηλεκτρονικό γυροσκόπιο. Τα πλεονεκτήματα του ηλεκτρονικού γυροσκοπίου είναι το χαμηλό κόστος, το μικρό μέγεθος και το μικρό βάρος, μόνο λίγα γραμμάρια, και η σταθερότητα και η ακρίβειά του είναι υψηλότερες από αυτές του μηχανικού γυροσκοπίου. Μιλώντας για αυτό, θα καταλάβετε τον ρόλο του γυροσκοπίου στον έλεγχο πτήσης. Χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της κλίσης των τριών αξόνων XYZ.

Τι κάνει λοιπόν το επιταχυνσιόμετρο τριών αξόνων; Μόλις ειπώθηκε ότι το γυροσκόπιο τριών αξόνων είναι οι τρεις άξονες του XYZ. Τώρα είναι αυτονόητο ότι το επιταχυνσιόμετρο τριών αξόνων είναι επίσης οι τρεις άξονες του XYZ. Όταν ξεκινάμε την οδήγηση, θα νιώσουμε μια ώθηση πίσω μας. Αυτή η ώθηση είναι επιτάχυνση. Η επιτάχυνση είναι η αναλογία της αλλαγής ταχύτητας προς τον χρόνο εμφάνισης αυτής της αλλαγής. Είναι ένα φυσικό μέγεθος που περιγράφει την ταχύτητα αλλαγής του αντικειμένου. Κάθε δευτερόλεπτο δύναμη του μέτρου. Για παράδειγμα, όταν ένα αυτοκίνητο είναι σταματημένο, η επιτάχυνσή του είναι 0. Μετά την εκκίνηση, χρειάζονται 10 δευτερόλεπτα από 0 μέτρα ανά δευτερόλεπτο σε 10 μέτρα ανά δευτερόλεπτο. Αυτή είναι η επιτάχυνση του αυτοκινήτου, Εάν το όχημα κινείται με ταχύτητα 10 μέτρων ανά δευτερόλεπτο, η επιτάχυνσή του είναι 0. Ομοίως, εάν επιβραδύνει για 10 δευτερόλεπτα, από 10 μέτρα ανά δευτερόλεπτο σε 5 μέτρα ανά δευτερόλεπτο, η επιτάχυνσή του είναι αρνητική. Το επιταχυνσιόμετρο τριών αξόνων χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της επιτάχυνσης των τριών αξόνων του αεροσκάφους XYZ.

Τα καθημερινά μας ταξίδια βασίζονται σε ορόσημα ή αναμνήσεις για να βρούμε τη δική μας κατεύθυνση. Ο γεωμαγνητικός αισθητήρας είναι ένας γεωμαγνητικός αισθητήρας, ο οποίος είναι μια ηλεκτρονική πυξίδα. Μπορεί να επιτρέψει στο αεροσκάφος να γνωρίζει την κατεύθυνση της πτήσης του, την κατεύθυνση της μύτης και να βρει τη θέση της αποστολής και του σπιτιού. Το βαρόμετρο χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της ατμοσφαιρικής πίεσης στην τρέχουσα θέση. Είναι γνωστό ότι όσο υψηλότερο είναι το υψόμετρο, τόσο χαμηλότερη είναι η πίεση. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι άνθρωποι έχουν αντιδράσεις υψομέτρου μετά την άφιξη στο οροπέδιο. Το βαρόμετρο λαμβάνει το τρέχον υψόμετρο μετρώντας την πίεση σε διαφορετικές θέσεις και υπολογίζοντας τη διαφορά πίεσης. Αυτή είναι ολόκληρη η μονάδα αδρανειακής μέτρησης IMU. Παίζει ρόλο στο αεροσκάφος για να αισθανθεί την αλλαγή της στάσης του αεροσκάφους, όπως εάν το αεροσκάφος είναι επί του παρόντος κεκλιμένο προς τα εμπρός ή αριστερά και δεξιά, Ποιος είναι ο ρόλος των πιο βασικών δεδομένων στάσης, όπως ο προσανατολισμός της μύτης και το υψόμετρο, στον έλεγχο πτήσης;

Η πιο βασική λειτουργία του ελέγχου πτήσης είναι ο έλεγχος της ισορροπίας ενός αεροσκάφους όταν πετά στον αέρα, η οποία μετράται από την IMU, αισθάνεται τα τρέχοντα δεδομένα κλίσης του αεροσκάφους και τα μεταγλωττίζει σε ένα ηλεκτρονικό σήμα μέσω του μεταγλωττιστή. Το σήμα μεταδίδεται στον μικροελεγκτή μέσα στον έλεγχο πτήσης μέσω του νέου χρόνου του σήματος. Ο μικροελεγκτής είναι υπεύθυνος για τον υπολογισμό. Σύμφωνα με τα τρέχοντα δεδομένα του αεροσκάφους, υπολογίζει μια κατεύθυνση και γωνία αντιστάθμισης και στη συνέχεια μεταγλωττίζει τα δεδομένα αντιστάθμισης σε ένα ηλεκτρονικό σήμα, Μεταδίδεται στον μηχανισμό διεύθυνσης ή στον κινητήρα. Ο κινητήρας ή ο μηχανισμός διεύθυνσης εκτελεί την εντολή για να ολοκληρώσει τη δράση αντιστάθμισης. Στη συνέχεια, ο αισθητήρας αισθάνεται ότι το αεροσκάφος είναι σταθερό και στέλνει ξανά τα δεδομένα σε πραγματικό χρόνο στον μικροελεγκτή. Ο μικροελεγκτής θα σταματήσει το σήμα αντιστάθμισης, το οποίο σχηματίζει έναν κύκλο. Οι περισσότεροι έλεγχοι πτήσης είναι βασικά 10HZ εσωτερικοί κύκλοι, δηλαδή 10 ανανεώσεις ανά δευτερόλεπτο.

Αυτή είναι η πιο βασική εφαρμογή λειτουργίας της IMU στο σύστημα ελέγχου πτήσης. Χωρίς αυτή τη λειτουργία, μόλις γέρνει μια γωνία, το αεροσκάφος θα χάσει γρήγορα την ισορροπία του και θα προκαλέσει συντριβή.