Kawalan penerbangan dapat difahami sebagai sistem CPU drone, yang merupakan komponen teras drone. Fungsi utamanya ialah menghantar pelbagai arahan dan memproses data yang dihantar kembali oleh setiap komponen. Sama seperti otak manusia, ia menghantar arahan kepada pelbagai bahagian badan, menerima maklumat yang dihantar kembali oleh setiap komponen, dan mengeluarkan arahan baru selepas pengiraan. Sebagai contoh, otak memerintahkan tangan untuk mengambil segelas air. Selepas tangan menyentuh dinding cawan, ia menarik balik kerana air terlalu panas, dan menghantar maklumat ini kembali ke otak. Otak akan menghantar semula arahan baru mengikut keadaan sebenar.
Prinsip penerbangan dan kaedah kawalan drone (mengambil drone quad-rotor sebagai contoh), drone quad-rotor umumnya terdiri daripada modul pengesanan, modul kawalan, modul pelaksanaan dan modul bekalan kuasa. Modul pengesanan mengukur postur semasa; Modul pelaksanaan menyelesaikan postur semasa, mengoptimumkan kawalan, dan menghasilkan kuantiti kawalan yang sepadan untuk modul pelaksanaan; Modul bekalan kuasa membekalkan kuasa ke seluruh sistem.
Fuselage drone quadcopter terdiri daripada struktur badan tegar berbentuk silang simetri, dan bahannya kebanyakannya diperbuat daripada serat karbon dengan berat ringan dan kekuatan tinggi; Rotor yang terdiri daripada dua bilah dipasang pada setiap empat hujung struktur berbentuk silang untuk menyediakan kuasa penerbangan untuk pesawat. Setiap pemutar dipasang pada pemutar motor, dan kelajuan putaran setiap pemutar dikawal dengan mengawal keadaan putaran motor untuk memberikan lif yang berbeza untuk mencapai pelbagai postur; Setiap motor disambungkan ke komponen pemacu motor dan unit kawalan pusat, dan kelajuan diselaraskan oleh isyarat kawalan yang disediakan oleh unit kawalan pusat; Unit pengukuran inersia IMU menyediakan unit kawalan pusat dengan data penyelesaian sikap, dan modul pengesanan pada pesawat menyediakan drone dengan data yang paling langsung untuk memahami posturnya sendiri, yang memberikan jaminan untuk drone quadcopter untuk akhirnya mencapai penerbangan autonomi dalam persekitaran yang kompleks.
Rotor pada garis pepenjuru yang sama dari pesawat quadcopter kini dikumpulkan bersama. Rotor depan dan belakang berputar ke arah arah jam, dengan itu menghasilkan tork mengikut arah jam; Walaupun rotor kiri dan kanan berputar dalam arah lawan jam, dengan itu menghasilkan tork berlawanan arah jam, supaya tork yang dihasilkan oleh putaran empat rotor boleh mengimbangi satu sama lain. Ia dapat dilihat bahawa semua sikap dan kawalan kedudukan quadcopter dicapai dengan menyesuaikan kelajuan empat motor pemacu. Secara umumnya, keadaan gerakan quadcopter terutamanya dibahagikan kepada lima negeri: melayang, gerakan menegak, gerakan bergulir, gerakan padang dan gerakan yaw.
Melayang
Hovering adalah ciri penting quadcopters. Dalam keadaan melayang, empat rotor mempunyai kelajuan putaran yang sama, dan daya mengangkat yang dihasilkan sama persis dengan graviti mereka sendiri, iaitu. Dan kerana kelajuan pemutar adalah sama, kelajuan putaran hujung depan dan belakang adalah bertentangan dengan kelajuan putaran hujung kiri dan kanan, sehingga jumlah tork pesawat adalah sifar, menjadikan pesawat bergerak di udara dan mencapai keadaan melayang.
Gerakan menegak
Pergerakan menegak adalah yang paling mudah dari lima keadaan gerakan. Di bawah keadaan bahawa kelajuan putaran setiap quadcopter adalah sama, gerakan menegak pesawat dapat dicapai dengan meningkatkan atau mengurangkan kelajuan putaran setiap pemutar dengan jumlah yang sama. Apabila kelajuan putaran empat rotor meningkat pada masa yang sama, jumlah angkat yang dihasilkan oleh rotor melebihi graviti quadcopter, iaitu, quadcopter akan meningkat secara menegak; Sebaliknya, apabila kelajuan pemutar dikurangkan pada masa yang sama, jumlah angkat yang dihasilkan oleh setiap pemutar adalah kurang daripada graviti sendiri, iaitu, quadcopter akan turun secara menegak, dengan itu menyedari kawalan lif menegak quadcopter.
Gerakan bergulir
Gerakan jatuh adalah untuk mengekalkan kelajuan rotor depan dan belakang quadcopter tidak berubah, dan mengubah kelajuan pemutar di sebelah kiri dan kanan untuk membentuk perbezaan angkat tertentu di antara rotor kiri dan kanan, supaya tork tertentu dihasilkan di sepanjang paksi simetri kiri dan kanan dari badan pesawat, mengakibatkan pecutan sudut ke arah yang dapat dicapai. Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2.3, meningkatkan kelajuan pemutar 1 dan mengurangkan kelajuan pemutar 3 akan menyebabkan pesawat itu condong ke kanan; Sebaliknya, mengurangkan pemutar 4 dan peningkatan pemutar 2 akan menyebabkan pesawat itu condong ke kiri.
Gerakan padang
Gerakan padang quadcopter adalah serupa dengan gerakan rolling. Ia dikawal dengan menukar kelajuan rotor depan dan belakang untuk membentuk perbezaan angkat antara rotor depan dan belakang sambil mengekalkan kelajuan pemutar di hujung kiri dan kanan fiuslaj yang tidak berubah, dengan itu membentuk tork tertentu di atas paksi simetri depan dan belakang dari fuselage, menyebabkan pecutan sudut di arah angular. Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2.4, jika kelajuan pemutar 3 meningkat dan kelajuan pemutar 1 dikurangkan, pesawat akan miring ke hadapan; Jika tidak, pesawat akan miring ke belakang.
Gerakan yaw
Gerakan yaw quadrotor dikawal dengan mengawal kelajuan putaran empat rotor secara berpasangan pada masa yang sama. Apabila kelajuan putaran hujung depan dan belakang atau hujung kiri dan kanan disimpan sama, tidak akan ada gerakan padang atau roll; Dan apabila kedua-dua rotor dalam setiap kumpulan mempunyai kelajuan putaran yang berbeza dari kumpulan lain, disebabkan oleh arahan putaran yang berlainan dari kedua-dua kumpulan rotor, ia akan menyebabkan ketidakseimbangan daya anti-torque, dan pada masa ini, daya tindak balas akan dihasilkan di sekitar paksi pusat fuselage, menyebabkan pecutan sudut. Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2.3, apabila kelajuan putaran rotor bahagian depan dan belakang adalah sama dan lebih besar daripada kelajuan putaran rotor akhir kiri dan kanan, kerana bekas yang berputar di arah arah jam dan yang kedua berputar ke arah yang bertentangan, jumlah anti-torik di arah arah-arah Jika tidak, ia akan menyebabkan gerakan yaw mengikut arah jam pesawat.
Ringkasnya, kawalan setiap keadaan penerbangan quadcopter dicapai dengan mengawal kelajuan putaran empat rotor simetri untuk membentuk kombinasi gerakan yang sama. Walau bagaimanapun, terdapat enam darjah output kebebasan semasa penerbangan, jadi ia adalah sistem tak linear yang kurang digabungkan, yang sangat digabungkan. Sebagai contoh, kelajuan putaran Rotor 1 akan menyebabkan drone itu digulung ke kiri, dan tork berlawanan arah lawan akan lebih besar daripada tork mengikut arah jam, yang akan menyebabkan drone itu akan menguap ke kiri. Di samping itu, rolling akan menyebabkan drone diterjemahkan ke kiri. Ia dapat dilihat bahawa sikap dan terjemahan quadcopter digabungkan.
