Uçuş kontrolü, dronun temel bileşeni olan dronun CPU sistemi olarak anlaşılabilir. Ana işlevi çeşitli talimatlar göndermek ve her bir bileşen tarafından geri gönderilen verileri işlemektir. İnsan beynine benzer şekilde, vücudun çeşitli kısımlarına talimatlar gönderir, her bileşen tarafından geri gönderilen bilgileri alır ve hesaplamadan sonra yeni talimatlar verir. Örneğin, beyin bir bardak su almak için eli emreder. El fincanın duvarına dokunduktan sonra, su çok sıcak olduğu için geri çekilir ve bu bilgileri beyne geri iletir. Beyin gerçek duruma göre yeni talimatlar sunacaktır.
Drone'nun uçuş prensibi ve kontrol yöntemi (örnek olarak dört rotor drone alan), dört rotor drone genellikle bir algılama modülü, bir kontrol modülü, bir yürütme modülü ve bir güç kaynağı modülünden oluşur. Tespit modülü mevcut duruşu ölçer; Yürütme modülü, geçerli duruşu çözer, kontrolü optimize eder ve yürütme modülü için karşılık gelen kontrol miktarları oluşturur; Güç kaynağı modülü, tüm sisteme güç sağlar.
Quadcopter dronunun gövdesi, simetrik bir çapraz şekilli rijit vücut yapısından oluşur ve malzeme çoğunlukla hafif ve yüksek mukavemetli karbon fiberden yapılmıştır; Uçak için uçuş gücü sağlamak için çapraz şekilli yapının dört ucunun her birine iki bıçaktan oluşan bir rotor kurulur. Her rotor bir motor rotor üzerine monte edilir ve her rotorun dönüş hızı, çeşitli duruşlara ulaşmak için farklı asansör sağlamak üzere motorun dönüş durumunu kontrol ederek kontrol edilir; Her motor motor tahrik bileşenine ve merkezi kontrol ünitesine bağlanır ve hız, merkezi kontrol ünitesi tarafından sağlanan kontrol sinyali tarafından ayarlanır; IMU Ataletsel Ölçüm Birimi, merkezi kontrol ünitesine tutum çözümü verileri sağlar ve gövdedeki algılama modülü, drone'ya kendi duruşunu anlamak için en doğrudan verileri sağlar, bu da quadcopter drone için karmaşık ortamlarda özerk uçuş elde etmesini garanti eder.
Quadcopter gövdesinin aynı çapraz çizgisindeki rotorlar artık birlikte gruplandırılıyor. Ön ve arka rotorlar saat yönünde döner, böylece saat yönünde bir tork üretir; Sol ve sağ rotorlar saat yönünün tersine dönerken, saat yönünün tersine bir tork üretirken, dört rotorun dönüşüyle üretilen torklar birbirini dengeleyebilir. Quadcopter'in tüm tutum ve pozisyon kontrolünün, dört sürücü motorunun hızını ayarlayarak elde edildiği görülebilir. Genel olarak konuşursak, bir quadcopter'in hareket durumu esas olarak beş eyalete ayrılır: havada uçma, dikey hareket, yuvarlanma hareketi, eğim hareketi ve sapma hareketi.
Havalı
Hovering, Quadcopters'ın önemli bir özelliğidir. Gezme durumunda, dört rotor aynı dönüş hızına sahiptir ve sonuçta elde edilen kaldırma kuvveti tam olarak kendi yerçekimine eşittir, yani. Ve rotor hızları eşit olduğundan, ön ve arka uçların dönüş hızları sol ve sağ uçların dönüş hızlarının tersidir, böylece uçağın toplam torku sıfır olur, uçağı havada sabit hale getirir ve uçucu bir durum elde eder.
Dikey hareket
Dikey hareket, beş hareket durumunun en basitidir. Her quadcopter'in dönüş hızının eşit olması koşulunda, uçağın dikey hareketi, her rotorun dönüş hızını aynı miktarda artırarak veya azaltarak elde edilebilir. Dört rotorun dönüş hızı aynı anda arttığında, rotorlar tarafından üretilen toplam asansör quadcopter'in yerçekimini aşar, yani quadcopter dikey olarak artacaktır; Tersine, rotor hızı aynı anda azaldığında, her rotor tarafından üretilen toplam asansör kendi yerçekiminden daha azdır, yani quadcopter dikey olarak iner ve böylece quadcopter'in dikey kaldırma kontrolünü gerçekleştirir.
Yuvarlanma hareketi
Yuvarlanan hareket, quadcopter'in ön ve arka rotor hızlarını değişmeden tutmak ve sol ve sağ rotorlar arasında belirli bir asansör farkı oluşturmak için sol ve sağ uçların rotor hızlarını değiştirmektir, böylece uçak gövdesinin sol ve sağ simetrik eksenleri boyunca belirli bir tork üretilir ve bu da kontrol elde etmek için yönde açısal hızlanmaya neden olur. Şekil 2.3'te gösterildiği gibi, rotor 1 hızının arttırılması ve rotor 3 hızının azaltılması, uçağın sağa eğilmesine neden olacaktır; Aksine, rotor 4'ü azaltmak ve Rotor 2'nin arttırılması, uçağın sola eğilmesine neden olacaktır.
Perde hareketi
Bir quadcopter'in perde hareketi yuvarlanma hareketine benzer. Rotor hızlarını gövdenin sol ve sağ uçlarında değişmeden korurken ön ve arka rotor hızlarını değiştirerek kontrol edilir, böylece gövdenin ön ve arka simetri eksenlerinde belirli bir tork oluşturur ve açısal yönde açısal hızlanmaya neden olur. Şekil 2.4'te gösterildiği gibi, rotor 3 hızı artar ve rotor 1 hızı azalırsa, uçak ileri doğru eğilecektir; Aksi takdirde, uçak geriye doğru eğilir.
Sapma hareketi
Quadrotor'un sapma hareketi, dört rotorun dönme hızını aynı anda çiftler halinde kontrol ederek kontrol edilir. Ön ve arka uçların veya sol ve sağ uçların dönüş hızı aynı tutulduğunda, zift veya rulo hareketi olmayacaktır; Ve her gruptaki iki rotor, iki rotor grubunun farklı dönme yönleri nedeniyle diğer gruptan farklı dönme hızlarına sahip olduğunda, anti-tork kuvvetinin dengesizliğine yol açacaktır ve şu anda, kaplamanın merkezi ekseni etrafında bir reaksiyon kuvveti üretilecek ve açısal hızlanmaya neden olacak. Şekil 2.3'te gösterildiği gibi, ön ve arka uç rotorların dönme hızı, sol ve sağ uç rotorların dönüş hızından eşit ve daha büyük olduğunda, çünkü birincisi saat yönünde döner ve ikincisi ters yönde döner, toplam anti-torque yönünde döner ve reaksiyon kuvveti, ters yönde, merkezi eksen üzerindeki hareket eder; Aksi takdirde, uçağın saat yönünde sapma hareketine neden olur.
Özetle, quadcopter'in her uçuş durumunun kontrolü, dört simetrik rotorun dönüş hızının karşılık gelen farklı hareket kombinasyonları oluşturmak için kontrol edilmesiyle elde edilir. Bununla birlikte, uçuş sırasında altı serbestlik çıkışı vardır, bu nedenle tipik bir az etkilenmiş, güçlü bir şekilde birleştirilmiş doğrusal olmayan sistemdir. Örneğin, rotor 1'in dönüş hızı, dronun sola doğru yuvarlanmasına neden olur ve saat yönünün tersine tork saat yönünde torktan daha büyük olacaktır, bu da dronun sola doğru sapmasına neden olur. Buna ek olarak, haddeleme dronun sola çevirmesine neden olacaktır. Quadcopter'in tutumu ve çevirisinin birleştirildiği görülebilir.
