Al giorno d'oggi, con lo sviluppo della tecnologia dei chip, dell'intelligenza artificiale e dei big data, i droni hanno intrapreso la tendenza all'intelligenza, al terminale e al clustering. Un gran numero di professionisti in automazione, elettronica meccanica, ingegneria informatica e microelettronica sono stati investiti nella ricerca e nello sviluppo dei droni. In pochi anni, i droni sono volati dalle applicazioni militari lontane dalla visione delle persone alle case della gente comune. È innegabile che lo sviluppo della tecnologia di controllo di volo sia il più grande motore dei cambiamenti dei droni in questo decennio.

Il controllo di volo è l'abbreviazione di sistema di controllo di volo, che può essere considerato il cervello dell'aeromobile. Il sistema di controllo di volo viene utilizzato principalmente per il controllo dell'assetto di volo e la navigazione. Per il controllo di volo, è necessario conoscere lo stato attuale dell'aeromobile, come la posizione tridimensionale, la velocità tridimensionale, l'accelerazione tridimensionale, l'angolo a tre assi e la velocità angolare a tre assi. Ci sono 15 stati in totale. L'attuale sistema di controllo di volo utilizza un IMU, noto anche come unità di misura inerziale, che è composto da giroscopio a tre assi, accelerometro a tre assi, sensore geomagnetico a tre assi e barometro. Quindi, cos'è un giroscopio a tre assi, un accelerometro a tre assi, un sensore geomagnetico a tre assi e un barometro? Che ruolo svolgono nell'aeromobile? Quali sono i tre assi?

I tre assi del giroscopio a tre assi, dell'accelerometro a tre assi e del sensore geomagnetico a tre assi si riferiscono alla sinistra e alla destra dell'aeromobile e alla direzione verticale su e giù nelle direzioni anteriore e posteriore, che sono generalmente rappresentate da XYZ. Le direzioni sinistra e destra nell'aeromobile sono chiamate rollio, le direzioni anteriore e posteriore nell'aeromobile sono chiamate beccheggio e la direzione verticale è l'asse Z. È difficile per un giroscopio stare in piedi sul terreno quando non ruota. Solo quando ruota, starà in piedi sul terreno. Questo è l'effetto giroscopico. Secondo l'effetto giroscopico, le persone intelligenti hanno inventato un giroscopio. Il primo giroscopio era un giroscopio rotante ad alta velocità, che era fissato in un telaio attraverso tre assi flessibili. Indipendentemente da come ruota il telaio esterno, il giroscopio rotante ad alta velocità al centro mantiene sempre una postura. I dati come il grado di rotazione del telaio esterno possono essere calcolati attraverso i sensori sui tre assi.

A causa del suo costo elevato e della complessa struttura meccanica, ora è sostituito dal giroscopio elettronico. I vantaggi del giroscopio elettronico sono il basso costo, le dimensioni ridotte e il peso leggero, solo pochi grammi, e la sua stabilità e precisione sono superiori a quelle del giroscopio meccanico. Parlando di questo, capirai il ruolo del giroscopio nel controllo di volo. Viene utilizzato per misurare l'inclinazione dei tre assi XYZ.

Quindi, cosa fa l'accelerometro a tre assi? È stato appena detto che il giroscopio a tre assi è i tre assi di XYZ. Ora è ovvio che anche l'accelerometro a tre assi è i tre assi di XYZ. Quando iniziamo a guidare, sentiremo una spinta dietro di noi. Questa spinta è l'accelerazione. L'accelerazione è il rapporto tra la variazione di velocità e il tempo di verificarsi di questa variazione. È una quantità fisica che descrive la velocità di variazione dell'oggetto. Ogni secondo potenza del metro. Ad esempio, quando un'auto è ferma, la sua accelerazione è 0. Dopo l'avvio, impiega 10 secondi da 0 metri al secondo a 10 metri al secondo. Questa è l'accelerazione dell'auto, se il veicolo viaggia a una velocità di 10 metri al secondo, la sua accelerazione è 0. Allo stesso modo, se decelera per 10 secondi, da 10 metri al secondo a 5 metri al secondo, la sua accelerazione è negativa. L'accelerometro a tre assi viene utilizzato per misurare l'accelerazione dei tre assi dell'aeromobile XYZ.

I nostri viaggi quotidiani si basano su punti di riferimento o ricordi per trovare la nostra direzione. Il sensore geomagnetico è un sensore geomagnetico, che è una bussola elettronica. Può far sapere all'aeromobile la sua direzione di volo, la direzione del muso e trovare la posizione della missione e della casa. Il barometro viene utilizzato per misurare la pressione atmosferica nella posizione corrente. È noto che maggiore è l'altitudine, minore è la pressione. Questo è il motivo per cui le persone hanno reazioni da altopiano dopo essere arrivate sull'altopiano. Il barometro ottiene l'altitudine corrente misurando la pressione in diverse posizioni e calcolando la differenza di pressione. Questa è l'intera unità di misura inerziale IMU. Svolge un ruolo nell'aeromobile per rilevare il cambiamento dell'assetto dell'aeromobile, ad esempio se l'aeromobile è attualmente inclinato in avanti o a sinistra e a destra, Qual è il ruolo dei dati di assetto più elementari, come l'orientamento del muso e l'altitudine, nel controllo di volo?

La funzione più elementare del controllo di volo è controllare l'equilibrio di un aeromobile quando vola in aria, che viene misurato dall'IMU, rilevare i dati di inclinazione correnti dell'aeromobile e compilarli in un segnale elettronico tramite il compilatore. Il segnale viene trasmesso al microcontrollore all'interno del controllo di volo attraverso il nuovo tempo del segnale. Il microcontrollore è responsabile del calcolo. In base ai dati correnti dell'aeromobile, calcola una direzione e un angolo di compensazione, quindi compila i dati di compensazione in un segnale elettronico, Viene trasmesso all'ingranaggio dello sterzo o al motore. Il motore o l'ingranaggio dello sterzo sta eseguendo il comando per completare l'azione di compensazione. Quindi il sensore rileva che l'aeromobile è stabile e invia nuovamente i dati in tempo reale al microcontrollore. Il microcontrollore interromperà il segnale di compensazione, che forma un ciclo. La maggior parte dei controlli di volo sono fondamentalmente cicli interni a 10 HZ, ovvero 10 aggiornamenti al secondo.

Questa è l'applicazione della funzione più elementare dell'IMU nel sistema di controllo di volo. Senza questa funzione, una volta che un angolo è inclinato, l'aeromobile perderà rapidamente l'equilibrio e causerà un incidente.