Управление полетом можно понимать как система процессора беспилотника, которая является основной компонентом дрона. Его основная функция - отправить различные инструкции и обрабатывать данные, отправленные каждым компонентом. Подобно человеческому мозгу, он посылает инструкции в различные части тела, получает информацию, отправленную каждым компонентом, и издает новые инструкции после расчета. Например, мозг руководит рукой, чтобы взять стакан воды. После того, как рука касается стены чашки, она убирается, потому что вода слишком горячая, и передает эту информацию обратно в мозг. Мозг отправит новые инструкции в соответствии с реальной ситуацией.
Принцип полета и метод управления беспилотником (в качестве примера, принимая четырехборный беспилотник), Quad-Rotor Drone, как правило, состоит из модуля обнаружения, модуля управления, модуля выполнения и модуля питания. Модуль обнаружения измеряет текущую осанку; Модуль выполнения решает текущую осанку, оптимизирует управление и генерирует соответствующие количества управления для модуля выполнения; Модуль питания обеспечивает питание всей системе.
Фузеляж квадрокоптерного дрона состоит из симметричной жесткой структуры корпуса поперечной формы, а материал в основном изготовлен из углеродного волокна с легким весом и высокой прочностью; Ротор, состоящий из двух лезвий, установлен на каждом из четырех концов поперечной формы конструкции, чтобы обеспечить полетную мощность для самолета. Каждый ротор установлен на роторе двигателя, а скорость вращения каждого ротора управляется путем управления состоянием вращения двигателя, чтобы обеспечить различные подъемы для достижения различных позов; Каждый двигатель подключен к компоненту привода двигателя и центральным блоком управления, и скорость регулируется управляющим сигналом, предоставляемым центральным блоком управления; ИМУ ИНЕРТИЧЕСКОЙ ИЗОБРАЖЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЕ предоставляет центральную единицу управления с данными решения о отношениях, а модуль обнаружения на фюзеляже обеспечивает беспилотник с наиболее прямыми данными для понимания своей собственной осанки, которая обеспечивает гарантию для квадрокоптерного беспилотника, чтобы наконец достичь автономного полета в сложных средах.
Роторы на той же диагональной линии фюзеляжа квадрокоптера теперь сгруппированы вместе. Передние и задние роторы вращаются по часовой стрелке, тем самым генерируя крутящий момент по часовой стрелке; В то время как левые и правые роторы вращаются в направлении против часовой стрелки, тем самым генерируя крутящий момент против часовой стрелки, так что крутящие моменты, генерируемые вращением четырех роторов, могут смещаться друг с другом. Можно видеть, что все контроль отношения и позиции квадрокоптера достигается путем регулировки скорости четырех двигателей привода. Вообще говоря, состояние движения квадрокоптера в основном делится на пять состояний: зависание, вертикальное движение, движущееся движение, движение высоты тона и движение рыскания.
Пари
Напоривание является важной особенностью квадрокоптеров. В парящем состоянии четыре ротора имеют одинаковую скорость вращения, и результирующая подъемная сила точно равна их собственной гравитации, то есть. А поскольку скорости ротора равны, скорости вращения передних и задних концов противоположны скоростям вращения левых и правых концов, так что общий крутящий момент самолета равен нулю, что делает самолет неподвижным в воздухе и достигая парящего состояния.
Вертикальное движение
Вертикальное движение является самым простым из пяти состояний движения. При условии, что скорость вращения каждого квадрокоптера равна, вертикальное движение самолета может быть достигнуто путем увеличения или уменьшения скорости вращения каждого ротора на одинаковое количество. Когда скорость вращения четырех роторов увеличивается одновременно, общий подъем, генерируемый роторами, превышает тяжесть квадрокоптера, то есть квадрокоптер будет подниматься вертикально; И наоборот, когда скорость ротора уменьшается в одно и то же время, общий подъем, генерируемый каждым ротором, меньше, чем его собственная гравитация, то есть квадрокоптер будет спускаться вертикально, тем самым реализуя вертикальный контроль подъема квадрокоптера.
Прокатное движение
Полученное движение состоит в том, чтобы сохранить переднюю и заднюю скорость ротора квадрокоптером без изменений и изменить скорости ротора левого и правого концов, чтобы сформировать определенную разность подъема между левым и правым роторами, так что определенный крутящий момент генерируется вдоль левой и правой симметричной оси корпуса самолета, что приводит к угловому ускорению в направлении для достижения контроля. Как показано на рисунке 2.3, увеличение скорости ротора 1 и снижение скорости ротора 3 приведет к наклону самолета вправо; Напротив, уменьшение ротора 4 и увеличение ротора 2 приведут к наклону самолета влево.
Шаг движения
Движение шага квадрокоптера аналогично движению. Он контролируется путем изменения скорости переднего и заднего ротора, чтобы сформировать разность подъема между передним и задним роторами, сохраняя при этом скорости ротора на левом и правом кончиках фюзеляжа, не изменившись, тем самым образуя определенный крутящий момент на переднем и заднем оси симметрии фюзеляжа, вызывая угловое ускорение в угловом направлении. Как показано на рисунке 2.4, если скорость ротора 3 увеличена и скорость ротора 1 снижается, самолет будет наклоняться вперед; В противном случае самолет наклонится назад.
Дые движение
Двигательное движение квадротора управляется путем управления скоростью вращения четырех роторов в одновременно. Когда скорость вращения передних и задних кончиков или левые и правые кончики остаются одинаковыми, не будет движения шага или рулона; и когда два ротора в каждой группе имеют разные скорости вращения от другой группы, из-за различных направлений вращения двух групп роторов, это приведет к дисбалансу силы против Торкета, и в это время будет генерироваться сила реакции вокруг центральной оси фюзелижа, вызывая угловое ускорение. Как показано на рисунке 2.3, когда скорость вращения передней и задней конечной роторов одинакова и больше, чем скорость вращения левого и правого концевого ротора, поскольку первое вращается в направлении по часовой стрелке, а последний вращается в противоположном направлении, общий анти-TORQUE находится в направлении против часовой стрелки, а силы реакции действуют на центральной оси в противодействии в противодействии, в течение всего возраста, в связи с противодействием, в течение всего возраста, в течение всего возраста, в целом, в течение всего возраста, в целом, в течение всего возраста, в целом, в течение всего возраста, в течение всего возраста в целевом кладке, в связи с противодействием, в целом в направлении противоположности, в целом, в течение всего возраста, в связи с противодействием в противодействии в противодействии в направлении противоположности; В противном случае это приведет к движению рыскания по часовой стрелке самолета.
Таким образом, контроль каждого полетового состояния квадрокоптера достигается путем управления скоростью вращения четырех симметричных роторов для образования соответствующих различных комбинаций движения. Тем не менее, во время полета существует шесть градусов свободы, так что это типичная нелинейная система, нелинейная нелинейная система. Например, скорость вращения ротора 1 приведет к катете дрона влево, а крутящий момент против часовой стрелки будет больше, чем крутящий момент по часовой стрелке, что еще больше приведет к рысканию дрона влево. Кроме того, Rolling приведет к переводу беспилотника влево. Видно, что отношение и перевод квадрокоптера связаны.
