В настоящее время, с развитием технологий чипов, искусственного интеллекта и больших данных, БПЛА начали тенденцию к интеллектуализации, терминальности и кластеризации. Большое количество профессиональных талантов в области автоматизации, механики, электроники, информатики и микроэлектроники было инвестировано в исследования и разработки БПЛА. За несколько лет БПЛА перелетели от военных применений, далеких от взгляда людей, до домов обычных людей. Нельзя отрицать, что развитие технологии управления полетом является крупнейшим драйвером изменений БПЛА в этом десятилетии.

Управление полетом - это аббревиатура от системы управления полетом, которую можно рассматривать как мозг самолета. Система управления полетом в основном используется для управления положением и навигацией. Для управления полетом необходимо знать текущее состояние самолета, такое как трехмерное положение, трехмерная скорость, трехмерное ускорение, трехосный угол и трехосная угловая скорость. Всего 15 состояний. Текущая система управления полетом использует IMU, также известную как инерциальный измерительный блок, который состоит из трехосного гироскопа, трехосного акселерометра, трехосного геомагнитного датчика и барометра. Итак, что такое трехосный гироскоп, трехосный акселерометр, трехосный геомагнитный датчик и барометр? Какую роль они играют в самолете? Что такое три оси?

Три оси трехосного гироскопа, трехосного акселерометра и трехосного геомагнитного датчика относятся к левой и правой сторонам самолета, а также к вертикальному вверх и вниз в переднем и заднем направлениях, которые обычно обозначаются XYZ. Левое и правое направления в самолете называются креном, переднее и заднее направления в самолете называются тангажом, а вертикальное направление - ось Z. Гироскопу трудно стоять на земле, когда он не вращается. Только когда он вращается, он будет стоять на земле. Это эффект гироскопа. В соответствии с эффектом гироскопа умные люди изобрели гироскоп. Самый ранний гироскоп представлял собой высокоскоростной вращающийся гироскоп, который был закреплен в раме через три гибкие оси. Независимо от того, как вращается внешняя рама, высокоскоростной вращающийся гироскоп в середине всегда сохраняет положение. Данные, такие как степень вращения внешней рамы, можно рассчитать с помощью датчиков на трех осях.

Из-за высокой стоимости и сложной механической структуры, в настоящее время он заменен электронным гироскопом. Преимуществами электронного гироскопа являются низкая стоимость, небольшой размер и легкий вес, всего несколько граммов, а его стабильность и точность выше, чем у механического гироскопа. Говоря об этом, вы поймете роль гироскопа в управлении полетом. Он используется для измерения наклона трех осей XYZ.

Итак, что делает трехосный акселерометр? Только что было сказано, что трехосный гироскоп - это три оси XYZ. Теперь само собой разумеется, что трехосный акселерометр также является тремя осями XYZ. Когда мы начинаем движение, мы почувствуем толчок позади нас. Этот толчок - ускорение. Ускорение - это отношение изменения скорости ко времени возникновения этого изменения. Это физическая величина, описывающая скорость изменения объекта. В секунду в квадрате метр. Например, когда автомобиль остановлен, его ускорение равно 0. После запуска ему требуется 10 секунд от 0 метров в секунду до 10 метров в секунду. Это ускорение автомобиля. Если автомобиль движется со скоростью 10 метров в секунду, его ускорение равно 0. Аналогично, если он замедляется в течение 10 секунд, от 10 метров в секунду до 5 метров в секунду, его ускорение отрицательное. Трехосный акселерометр используется для измерения ускорения трех осей самолета XYZ.

Наши ежедневные поездки основаны на ориентирах или воспоминаниях, чтобы найти свое направление. Геомагнитный датчик - это геомагнитный датчик, который представляет собой электронный компас. Он может позволить самолету узнать направление полета, направление носа и найти положение миссии и дома. Барометр используется для измерения атмосферного давления в текущем положении. Известно, что чем выше высота, тем ниже давление. Вот почему у людей возникают реакции плато после прибытия на плато. Барометр получает текущую высоту, измеряя давление в разных положениях и вычисляя разницу давлений. Это весь инерциальный измерительный блок IMU. Он играет роль в самолете, чтобы чувствовать изменение положения самолета, например, наклоняется ли самолет вперед или влево и вправо, Какова роль самых основных данных о положении, таких как ориентация носа и высота, в управлении полетом?

Самая основная функция управления полетом - контролировать баланс самолета при полете в воздухе, который измеряется IMU, чувствовать текущие данные о наклоне самолета и компилировать их в электронный сигнал через компилятор. Сигнал передается в микроконтроллер внутри управления полетом через новое время сигнала. Микроконтроллер отвечает за вычисление. В соответствии с текущими данными самолета он вычисляет направление и угол компенсации, а затем компилирует данные компенсации в электронный сигнал, Он передается на рулевую шестерню или двигатель. Двигатель или рулевая шестерня выполняют команду для завершения действия компенсации. Затем датчик чувствует, что самолет стабилен, и снова отправляет данные в реальном времени в микроконтроллер. Микроконтроллер остановит сигнал компенсации, который образует цикл. Большинство элементов управления полетом в основном имеют внутренние циклы 10 Гц, то есть 10 обновлений в секунду.

Это самое основное функциональное применение IMU в системе управления полетом. Без этой функции, как только угол наклонится, самолет быстро потеряет равновесие и вызовет крушение.