يمكن فهم التحكم في الرحلة على أنه نظام وحدة المعالجة المركزية للطائرة بدون طيار ، وهو المكون الأساسي للطائرة بدون طيار. وظيفتها الرئيسية هي إرسال تعليمات مختلفة ومعالجة البيانات التي أرسلها كل مكون. على غرار الدماغ البشري ، يرسل تعليمات إلى أجزاء مختلفة من الجسم ، ويتلقى المعلومات التي أرسلها كل مكون ، ويصدر تعليمات جديدة بعد الحساب. على سبيل المثال ، يأمر الدماغ اليد لأخذ كوب من الماء. بعد أن تلمس اليد جدار الكأس ، يتراجع لأن الماء ساخن جدًا ، ويعيد هذه المعلومات إلى الدماغ. سيعيد الدماغ إعادة تقديم تعليمات جديدة وفقًا للوضع الفعلي.
مبدأ الرحلة وطريقة التحكم في الطائرة بدون طيار (أخذ طائرة بدون طيار رباعية على مثال) ، تتكون الطائرة بدون طيار الرباعية عمومًا من وحدة اكتشاف ووحدة تحكم ووحدة تنفيذ ووحدة إمداد الطاقة. تقيس وحدة الكشف الموقف الحالي ؛ تحل وحدة التنفيذ الموقف الحالي ، ويحسن عنصر التحكم ، ويولد كميات التحكم المقابلة لوحدة التنفيذ ؛ توفر وحدة تزويد الطاقة الطاقة للنظام بأكمله.
يتكون جسم الطائرة بدون طيار Quadcopter من بنية صلبة متشابكة على شكل متناظر ، وفي الغالب مصنوعة من ألياف الكربون ذات الوزن الخفيف وقوة عالية ؛ يتم تثبيت دوار يتكون من شفرتين في كل من الأطراف الأربعة للهيكل المتقاطع لتوفير طاقة طيران للطائرة. يتم تثبيت كل دوار على دوار محرك ، ويتم التحكم في سرعة الدوران لكل دوار عن طريق التحكم في حالة الدوران للمحرك لتوفير رفع مختلف لتحقيق المواقف المختلفة ؛ يتم توصيل كل محرك بمكون محرك المحرك ووحدة التحكم المركزية ، ويتم ضبط السرعة بواسطة إشارة التحكم التي توفرها وحدة التحكم المركزية ؛ توفر وحدة القياس بالقصور الذاتي IMU وحدة التحكم المركزية لبيانات حل الموقف ، وتوفر وحدة الكشف على جسم الطائرة الطائرات بدون طيار أكثر البيانات المباشرة لفهم موقفها الخاص ، والتي توفر ضمانًا لطائرة الكفاز بدون طيار لتحقيق رحلة مستقلة في البيئات المعقدة أخيرًا.
يتم الآن تجميع الدوارات على نفس الخط القطري من جسم الطائرة Quadcopter معًا. تدور الدوارات الأمامية والخلفية في اتجاه عقارب الساعة ، مما يولد عزم دوران في اتجاه عقارب الساعة ؛ في حين أن الدوارات اليسرى واليمنى تدور في اتجاه عكس اتجاه عقارب الساعة ، مما يولد عزم دوران عكس عقارب الساعة ، بحيث يمكن أن تعوض عزم الدوران الأربعة بعضها البعض. يمكن ملاحظة أن كل السيطرة على الموقف والموضع في Quadcopter يتم تحقيقها عن طريق ضبط سرعة محركات الأقراص الأربعة. بشكل عام ، تنقسم حالة الحركة في Quadcopter بشكل أساسي إلى خمس ولايات: التحوم ، الحركة الرأسية ، الحركة المتداول ، حركة الملعب وحركة Yaw.
تحوم
تحوم هي ميزة مهمة من Quadcopters. في حالة التحويم ، تتمتع الدوارات الأربعة بنفس سرعة الدوران ، وقوة الرفع الناتجة تساوي تمامًا ثقلها ، أي. ونظرًا لأن سرعات الدوار متساوية ، فإن سرعات الدوران للأطراف الأمامية والخلفية تعكس سرعات الدوران في النهايات اليسرى واليسرى ، بحيث يكون عزم الدوران الكلي للطائرة صفراً ، مما يجعل الطائرة ثابتة في الهواء وتحقيق حالة تحوم.
الحركة الرأسية
الحركة الرأسية هي أبسط حالات الحركة الخمس. في ظل الحالة التي تكون فيها سرعة الدوران لكل Quadcopter متساوية ، يمكن تحقيق الحركة الرأسية للطائرة عن طريق زيادة أو تقليل سرعة الدوران في نفس الكمية. عندما تتم زيادة سرعة الدوران الأربعة في نفس الوقت ، فإن المصعد الكلي الناتج عن الدوارات يتجاوز خطورة الكوادكوبتر ، أي أن Quadcopter سترتفع عموديًا ؛ على العكس من ذلك ، عندما يتم تقليل سرعة الدوار في نفس الوقت ، يكون المصعد الكلي الناتج عن كل دوار أقل من ثقله الخاص ، أي أن Quadcopter سوف ينحدر رأسياً ، وبالتالي تحقيق التحكم الرأسي في الرفع في Quadcopter.
حركة المتداول
تتمثل الحركة في الحفاظ على سرعات الدوار الأمامية والخلفية في quadcopter دون تغيير ، وتغيير سرعات الدوار من النهايات اليمنى واليسرى لتشكيل فرق رفع معين بين الدوارات اليمنى واليسرى ، بحيث يتم توليد عزم دوران معين على طول المحاور المتماثلة اليسرى واليمنى لجسم الطائرة ، مما يؤدي إلى تنظيم زاوي في الاتجاه. كما هو مبين في الشكل 2.3 ، فإن زيادة سرعة الدوار 1 وتقليل سرعة الدوار 3 سيؤدي إلى ميل الطائرة إلى اليمين ؛ على العكس من ذلك ، فإن تقليل الدوار 4 وزيادة الدوار 2 سيؤدي إلى ميل الطائرة إلى اليسار.
حركة الملعب
تشبه حركة الملعب من Quadcopter حركة المتداول. يتم التحكم فيه عن طريق تغيير سرعات الدوار الأمامية والخلفية لتشكيل فرق الرفع بين الدوارات الأمامية والخلفية مع الحفاظ على سرعات الدوار في الأطراف اليسرى واليمنى من جسم الطائرة دون تغيير ، وبالتالي تشكيل عزم دوران معين على محاور التماثل الأمامية والخلفية في جسم الطائرة ، مما يسبب تسارعًا زاويًا في الاتجاه الزاوي. كما هو مبين في الشكل 2.4 ، إذا زادت سرعة الدوار 3 وتقليل سرعة الدوار 1 ، فستميل الطائرة إلى الأمام ؛ خلاف ذلك ، فإن الطائرة سوف تميل للخلف.
ياو حركة
يتم التحكم في حركة yaw من الرباعي عن طريق التحكم في سرعة الدوران الأربعة في أزواج في نفس الوقت. عندما يتم الحفاظ على سرعة الدوران في النهايات الأمامية والخلفية أو النهايات اليمنى واليسرى كما هي ، لن يكون هناك حركة نغمة أو لفة ؛ وعندما يكون للدوارين في كل مجموعة سرعات دوران مختلفة من المجموعة الأخرى ، نظرًا لاتجاهات الدوران المختلفة للمجموعتين من الدوارات ، فإنها ستؤدي إلى خلل في القوة المضادة للضادة ، وفي هذا الوقت ، سيتم توليد قوة التفاعل حول المحور المركزي للهيئة ، مما يسبب تسارعًا زاويًا. كما هو مبين في الشكل 2.3 ، عندما تكون سرعة الدوران في الدوارات الأمامية والخلفية متساوية وأكبر من سرعة الدوران في الدوران الأيسر واليسرى ، لأن الأول يدور في اتجاه عقارب الساعة ويتم تدوير الأخير في الاتجاه المعاكس في الاتجاه المعاكس ، ويتم عكس اتجاه عقارب الساعة ؛ خلاف ذلك ، فإنه سيؤدي إلى حركة ياو في اتجاه عقارب الساعة للطائرة.
باختصار ، يتم تحقيق التحكم في كل حالة رحلة في Quadcopter عن طريق التحكم في سرعة الدوران في الدوارات الأربعة المتماثلة لتشكيل مجموعات حركة مختلفة. ومع ذلك ، هناك ست درجات من إنتاج الحرية أثناء الرحلة ، لذلك فهو نظام غير خطية مقترن بشدة. على سبيل المثال ، سوف تتسبب سرعة الدوران في الدوار 1 في تدحرج الطائرة بدون طيار إلى اليسار ، وستكون عزم الدوران عكس اتجاه عقارب الساعة أكبر من عزم الدوران في اتجاه عقارب الساعة ، مما سيؤدي إلى زيادة طائرة بدون طيار إلى اليسار. بالإضافة إلى ذلك ، سوف يتسبب المتداول في ترجمة الطائرة بدون طيار إلى اليسار. يمكن أن نرى أن موقف وترجمة Quadcopter يقترن.
