في الوقت الحاضر، مع تطور تكنولوجيا الرقائق والذكاء الاصطناعي والبيانات الضخمة، بدأت الطائرات بدون طيار في اتجاه الذكاء والطرفية والتجميع. تم استثمار عدد كبير من المواهب المهنية في مجالات الأتمتة والإلكترونيات الميكانيكية وهندسة المعلومات والإلكترونيات الدقيقة في البحث والتطوير في مجال الطائرات بدون طيار. في غضون بضع سنوات، طارت الطائرات بدون طيار من التطبيقات العسكرية بعيدًا عن رؤية الناس إلى منازل الناس العاديين. لا يمكن إنكار أن تطوير تكنولوجيا التحكم في الطيران هو أكبر محرك للتغييرات في الطائرات بدون طيار في هذا العقد.
التحكم في الطيران هو اختصار لنظام التحكم في الطيران، والذي يمكن اعتباره بمثابة دماغ الطائرة. يستخدم نظام التحكم في الطيران بشكل أساسي للتحكم في وضع الطيران والملاحة. للتحكم في الطيران، من الضروري معرفة الحالة الحالية للطائرة، مثل الموضع ثلاثي الأبعاد والسرعة ثلاثية الأبعاد والتسارع ثلاثي الأبعاد والزاوية ثلاثية المحاور والسرعة الزاوية ثلاثية المحاور. هناك 15 حالة في المجموع. يستخدم نظام التحكم في الطيران الحالي وحدة قياس بالقصور الذاتي (IMU)، والمعروفة أيضًا باسم وحدة القياس بالقصور الذاتي، والتي تتكون من جيروسكوب ثلاثي المحاور ومقياس تسارع ثلاثي المحاور ومستشعر مغناطيسي أرضي ثلاثي المحاور وبارومتر. إذن ما هو الجيروسكوب ثلاثي المحاور، ومقياس التسارع ثلاثي المحاور، ومستشعر مغناطيسي أرضي ثلاثي المحاور، والبارومتر؟ ما الدور الذي يلعبونه في الطائرة؟ ما هي المحاور الثلاثة؟
تشير المحاور الثلاثة للجيروسكوب ثلاثي المحاور ومقياس التسارع ثلاثي المحاور والمستشعر المغناطيسي الأرضي ثلاثي المحاور إلى يسار ويمين الطائرة، والاتجاه الرأسي لأعلى ولأسفل في الاتجاهين الأمامي والخلفي، والتي يتم تمثيلها بشكل عام بواسطة XYZ. تسمى الاتجاهات اليسرى واليمنى في الطائرة بالدوران، وتسمى الاتجاهات الأمامية والخلفية في الطائرة بالانحناء، والاتجاه الرأسي هو المحور Z. من الصعب على الجيروسكوب أن يقف على الأرض عندما لا يدور. فقط عندما يدور، فإنه سيقف على الأرض. هذا هو تأثير الجيروسكوب. وفقًا لتأثير الجيروسكوب، اخترع الأشخاص الأذكياء جيروسكوبًا. كان الجيروسكوب الأول عبارة عن جيروسكوب دوار عالي السرعة، والذي تم تثبيته في إطار من خلال ثلاثة محاور مرنة. بغض النظر عن كيفية دوران الإطار الخارجي، فإن الجيروسكوب الدوار عالي السرعة في المنتصف يحافظ دائمًا على وضعية. يمكن حساب البيانات مثل درجة دوران الإطار الخارجي من خلال المستشعرات الموجودة على المحاور الثلاثة.
نظرًا لتكلفتها المرتفعة وهيكلها الميكانيكي المعقد، يتم استبدالها الآن بالجيروسكوب الإلكتروني. مزايا الجيروسكوب الإلكتروني هي التكلفة المنخفضة والحجم الصغير والوزن الخفيف، بضعة جرامات فقط، وثباته ودقته أعلى من تلك الموجودة في الجيروسكوب الميكانيكي. بالحديث عن هذا، ستفهم دور الجيروسكوب في التحكم في الطيران. يتم استخدامه لقياس ميل المحاور الثلاثة XYZ.
إذن ما الذي يفعله مقياس التسارع ثلاثي المحاور؟ لقد قيل للتو أن الجيروسكوب ثلاثي المحاور هو المحاور الثلاثة لـ XYZ. الآن غني عن القول أن مقياس التسارع ثلاثي المحاور هو أيضًا المحاور الثلاثة لـ XYZ. عندما نبدأ القيادة، سنشعر بدفع خلفنا. هذا الدفع هو التسارع. التسارع هو نسبة تغير السرعة إلى وقت حدوث هذا التغيير. إنها كمية فيزيائية تصف سرعة تغير الكائن. كل ثانية قوة المتر. على سبيل المثال، عندما تتوقف السيارة، يكون تسارعها 0. بعد البدء، يستغرق الأمر 10 ثوانٍ من 0 متر في الثانية إلى 10 أمتار في الثانية. هذا هو تسارع السيارة، إذا كانت السيارة تسير بسرعة 10 أمتار في الثانية، فإن تسارعها هو 0. وبالمثل، إذا تباطأت لمدة 10 ثوانٍ، من 10 أمتار في الثانية إلى 5 أمتار في الثانية، فإن تسارعها سالب. يستخدم مقياس التسارع ثلاثي المحاور لقياس تسارع المحاور الثلاثة للطائرة XYZ.
تعتمد رحلاتنا اليومية على المعالم أو الذكريات للعثور على اتجاهنا الخاص. المستشعر المغناطيسي الأرضي هو مستشعر مغناطيسي أرضي، وهو بوصلة إلكترونية. يمكن أن تجعل الطائرة تعرف اتجاه طيرانها، واتجاه الأنف، والعثور على موقع المهمة والمنزل. يستخدم البارومتر لقياس الضغط الجوي في الموضع الحالي. من المعروف أنه كلما زاد الارتفاع، انخفض الضغط. هذا هو سبب ردود فعل الأشخاص على الهضبة بعد الوصول إلى الهضبة. يحصل البارومتر على الارتفاع الحالي عن طريق قياس الضغط في مواضع مختلفة وحساب فرق الضغط. هذه هي وحدة القياس بالقصور الذاتي (IMU) بأكملها. إنها تلعب دورًا في الطائرة لاستشعار تغير وضع الطائرة، مثل ما إذا كانت الطائرة تميل حاليًا إلى الأمام أو إلى اليسار واليمين، ما هو دور بيانات الموقف الأساسية، مثل اتجاه الأنف والارتفاع، في التحكم في الطيران؟
الوظيفة الأساسية للتحكم في الطيران هي التحكم في توازن الطائرة عند الطيران في الهواء، والذي يتم قياسه بواسطة IMU، واستشعار بيانات الميل الحالية للطائرة وتجميعها في إشارة إلكترونية من خلال المترجم. يتم إرسال الإشارة إلى المتحكم الدقيق داخل التحكم في الطيران من خلال الوقت الجديد للإشارة. المتحكم الدقيق مسؤول عن الحساب. وفقًا للبيانات الحالية للطائرة، فإنه يحسب اتجاهًا وزاوية تعويض، ثم يجمع بيانات التعويض في إشارة إلكترونية، ويتم إرسالها إلى الترس أو المحرك. يقوم المحرك أو الترس بتنفيذ الأمر لإكمال إجراء التعويض. ثم يستشعر المستشعر أن الطائرة مستقرة، ويرسل البيانات في الوقت الفعلي إلى المتحكم الدقيق مرة أخرى. سيتوقف المتحكم الدقيق عن إشارة التعويض، مما يشكل دورة. معظم أدوات التحكم في الطيران هي في الأساس دورات داخلية 10 هرتز، أي 10 تحديثات في الثانية.
هذا هو تطبيق الوظيفة الأساسي لـ IMU في نظام التحكم في الطيران. بدون هذه الوظيفة، بمجرد إمالة زاوية، ستفقد الطائرة توازنها بسرعة وتتسبب في تحطمها.
في الوقت الحاضر، مع تطور تكنولوجيا الرقائق والذكاء الاصطناعي والبيانات الضخمة، بدأت الطائرات بدون طيار في اتجاه الذكاء والطرفية والتجميع. تم استثمار عدد كبير من المواهب المهنية في مجالات الأتمتة والإلكترونيات الميكانيكية وهندسة المعلومات والإلكترونيات الدقيقة في البحث والتطوير في مجال الطائرات بدون طيار. في غضون بضع سنوات، طارت الطائرات بدون طيار من التطبيقات العسكرية بعيدًا عن رؤية الناس إلى منازل الناس العاديين. لا يمكن إنكار أن تطوير تكنولوجيا التحكم في الطيران هو أكبر محرك للتغييرات في الطائرات بدون طيار في هذا العقد.
التحكم في الطيران هو اختصار لنظام التحكم في الطيران، والذي يمكن اعتباره بمثابة دماغ الطائرة. يستخدم نظام التحكم في الطيران بشكل أساسي للتحكم في وضع الطيران والملاحة. للتحكم في الطيران، من الضروري معرفة الحالة الحالية للطائرة، مثل الموضع ثلاثي الأبعاد والسرعة ثلاثية الأبعاد والتسارع ثلاثي الأبعاد والزاوية ثلاثية المحاور والسرعة الزاوية ثلاثية المحاور. هناك 15 حالة في المجموع. يستخدم نظام التحكم في الطيران الحالي وحدة قياس بالقصور الذاتي (IMU)، والمعروفة أيضًا باسم وحدة القياس بالقصور الذاتي، والتي تتكون من جيروسكوب ثلاثي المحاور ومقياس تسارع ثلاثي المحاور ومستشعر مغناطيسي أرضي ثلاثي المحاور وبارومتر. إذن ما هو الجيروسكوب ثلاثي المحاور، ومقياس التسارع ثلاثي المحاور، ومستشعر مغناطيسي أرضي ثلاثي المحاور، والبارومتر؟ ما الدور الذي يلعبونه في الطائرة؟ ما هي المحاور الثلاثة؟
تشير المحاور الثلاثة للجيروسكوب ثلاثي المحاور ومقياس التسارع ثلاثي المحاور والمستشعر المغناطيسي الأرضي ثلاثي المحاور إلى يسار ويمين الطائرة، والاتجاه الرأسي لأعلى ولأسفل في الاتجاهين الأمامي والخلفي، والتي يتم تمثيلها بشكل عام بواسطة XYZ. تسمى الاتجاهات اليسرى واليمنى في الطائرة بالدوران، وتسمى الاتجاهات الأمامية والخلفية في الطائرة بالانحناء، والاتجاه الرأسي هو المحور Z. من الصعب على الجيروسكوب أن يقف على الأرض عندما لا يدور. فقط عندما يدور، فإنه سيقف على الأرض. هذا هو تأثير الجيروسكوب. وفقًا لتأثير الجيروسكوب، اخترع الأشخاص الأذكياء جيروسكوبًا. كان الجيروسكوب الأول عبارة عن جيروسكوب دوار عالي السرعة، والذي تم تثبيته في إطار من خلال ثلاثة محاور مرنة. بغض النظر عن كيفية دوران الإطار الخارجي، فإن الجيروسكوب الدوار عالي السرعة في المنتصف يحافظ دائمًا على وضعية. يمكن حساب البيانات مثل درجة دوران الإطار الخارجي من خلال المستشعرات الموجودة على المحاور الثلاثة.
نظرًا لتكلفتها المرتفعة وهيكلها الميكانيكي المعقد، يتم استبدالها الآن بالجيروسكوب الإلكتروني. مزايا الجيروسكوب الإلكتروني هي التكلفة المنخفضة والحجم الصغير والوزن الخفيف، بضعة جرامات فقط، وثباته ودقته أعلى من تلك الموجودة في الجيروسكوب الميكانيكي. بالحديث عن هذا، ستفهم دور الجيروسكوب في التحكم في الطيران. يتم استخدامه لقياس ميل المحاور الثلاثة XYZ.
إذن ما الذي يفعله مقياس التسارع ثلاثي المحاور؟ لقد قيل للتو أن الجيروسكوب ثلاثي المحاور هو المحاور الثلاثة لـ XYZ. الآن غني عن القول أن مقياس التسارع ثلاثي المحاور هو أيضًا المحاور الثلاثة لـ XYZ. عندما نبدأ القيادة، سنشعر بدفع خلفنا. هذا الدفع هو التسارع. التسارع هو نسبة تغير السرعة إلى وقت حدوث هذا التغيير. إنها كمية فيزيائية تصف سرعة تغير الكائن. كل ثانية قوة المتر. على سبيل المثال، عندما تتوقف السيارة، يكون تسارعها 0. بعد البدء، يستغرق الأمر 10 ثوانٍ من 0 متر في الثانية إلى 10 أمتار في الثانية. هذا هو تسارع السيارة، إذا كانت السيارة تسير بسرعة 10 أمتار في الثانية، فإن تسارعها هو 0. وبالمثل، إذا تباطأت لمدة 10 ثوانٍ، من 10 أمتار في الثانية إلى 5 أمتار في الثانية، فإن تسارعها سالب. يستخدم مقياس التسارع ثلاثي المحاور لقياس تسارع المحاور الثلاثة للطائرة XYZ.
تعتمد رحلاتنا اليومية على المعالم أو الذكريات للعثور على اتجاهنا الخاص. المستشعر المغناطيسي الأرضي هو مستشعر مغناطيسي أرضي، وهو بوصلة إلكترونية. يمكن أن تجعل الطائرة تعرف اتجاه طيرانها، واتجاه الأنف، والعثور على موقع المهمة والمنزل. يستخدم البارومتر لقياس الضغط الجوي في الموضع الحالي. من المعروف أنه كلما زاد الارتفاع، انخفض الضغط. هذا هو سبب ردود فعل الأشخاص على الهضبة بعد الوصول إلى الهضبة. يحصل البارومتر على الارتفاع الحالي عن طريق قياس الضغط في مواضع مختلفة وحساب فرق الضغط. هذه هي وحدة القياس بالقصور الذاتي (IMU) بأكملها. إنها تلعب دورًا في الطائرة لاستشعار تغير وضع الطائرة، مثل ما إذا كانت الطائرة تميل حاليًا إلى الأمام أو إلى اليسار واليمين، ما هو دور بيانات الموقف الأساسية، مثل اتجاه الأنف والارتفاع، في التحكم في الطيران؟
الوظيفة الأساسية للتحكم في الطيران هي التحكم في توازن الطائرة عند الطيران في الهواء، والذي يتم قياسه بواسطة IMU، واستشعار بيانات الميل الحالية للطائرة وتجميعها في إشارة إلكترونية من خلال المترجم. يتم إرسال الإشارة إلى المتحكم الدقيق داخل التحكم في الطيران من خلال الوقت الجديد للإشارة. المتحكم الدقيق مسؤول عن الحساب. وفقًا للبيانات الحالية للطائرة، فإنه يحسب اتجاهًا وزاوية تعويض، ثم يجمع بيانات التعويض في إشارة إلكترونية، ويتم إرسالها إلى الترس أو المحرك. يقوم المحرك أو الترس بتنفيذ الأمر لإكمال إجراء التعويض. ثم يستشعر المستشعر أن الطائرة مستقرة، ويرسل البيانات في الوقت الفعلي إلى المتحكم الدقيق مرة أخرى. سيتوقف المتحكم الدقيق عن إشارة التعويض، مما يشكل دورة. معظم أدوات التحكم في الطيران هي في الأساس دورات داخلية 10 هرتز، أي 10 تحديثات في الثانية.
هذا هو تطبيق الوظيفة الأساسي لـ IMU في نظام التحكم في الطيران. بدون هذه الوظيفة، بمجرد إمالة زاوية، ستفقد الطائرة توازنها بسرعة وتتسبب في تحطمها.
