Atualmente, com o desenvolvimento da tecnologia de chips, inteligência artificial e big data, os UAVs iniciaram a tendência de inteligência, terminal e clusterização. Um grande número de talentos profissionais em automação, eletrônica mecânica, engenharia de informação e microeletrônica foi investido em pesquisa e desenvolvimento de UAVs. Em poucos anos, os UAVs voaram de aplicações militares distantes da visão das pessoas para as casas das pessoas comuns. É inegável que o desenvolvimento da tecnologia de controle de voo é o maior impulsionador das mudanças nos UAVs nesta década.

O controle de voo é a abreviação de sistema de controle de voo, que pode ser considerado o cérebro da aeronave. O sistema de controle de voo é usado principalmente para controle de atitude de voo e navegação. Para o controle de voo, é necessário conhecer o estado atual da aeronave, como posição tridimensional, velocidade tridimensional, aceleração tridimensional, ângulo de três eixos e velocidade angular de três eixos. Existem 15 estados no total. O sistema de controle de voo atual usa uma IMU, também conhecida como unidade de medição inercial, que é composta por giroscópio de três eixos, acelerômetro de três eixos, sensor geomagnético de três eixos e barômetro. Então, o que é um giroscópio de três eixos, um acelerômetro de três eixos, um sensor geomagnético de três eixos e um barômetro? Que papel eles desempenham na aeronave? Quais são os três eixos?

Os três eixos do giroscópio de três eixos, acelerômetro de três eixos e sensor geomagnético de três eixos referem-se à esquerda e direita da aeronave, e à vertical para cima e para baixo nas direções dianteira e traseira, que são geralmente representadas por XYZ. As direções esquerda e direita na aeronave são chamadas de rolagem, as direções dianteira e traseira na aeronave são chamadas de arfagem, e a direção vertical é o eixo Z. É difícil para um giroscópio ficar no chão quando não está girando. Somente quando ele gira, ele ficará no chão. Este é o efeito giroscópico. De acordo com o efeito giroscópico, pessoas inteligentes inventaram um giroscópio. O primeiro giroscópio foi um giroscópio de alta velocidade, que foi fixado em uma estrutura por meio de três eixos flexíveis. Não importa como a estrutura externa gira, o giroscópio giratório de alta velocidade no meio sempre mantém uma postura. Os dados, como o grau de rotação da estrutura externa, podem ser calculados por meio dos sensores nos três eixos.

Devido ao seu alto custo e estrutura mecânica complexa, agora é substituído pelo giroscópio eletrônico. As vantagens do giroscópio eletrônico são baixo custo, tamanho pequeno e peso leve, apenas alguns gramas, e sua estabilidade e precisão são maiores do que as do giroscópio mecânico. Falando nisso, você entenderá o papel do giroscópio no controle de voo. Ele é usado para medir a inclinação dos três eixos XYZ.

Então, o que o acelerômetro de três eixos faz? Foi dito que o giroscópio de três eixos são os três eixos de XYZ. Agora, não é preciso dizer que o acelerômetro de três eixos também são os três eixos de XYZ. Quando começamos a dirigir, sentiremos um empuxo atrás de nós. Esse empuxo é aceleração. A aceleração é a razão da mudança de velocidade para o tempo de ocorrência dessa mudança. É uma grandeza física que descreve a velocidade da mudança do objeto. Potência de metro por segundo. Por exemplo, quando um carro está parado, sua aceleração é 0. Depois de começar, leva 10 segundos de 0 metros por segundo a 10 metros por segundo. Esta é a aceleração do carro. Se o veículo se deslocar a uma velocidade de 10 metros por segundo, sua aceleração é 0. Da mesma forma, se ele desacelerar por 10 segundos, de 10 metros por segundo a 5 metros por segundo, sua aceleração é negativa. O acelerômetro de três eixos é usado para medir a aceleração dos três eixos da aeronave XYZ.

Nossas viagens diárias são baseadas em marcos ou memórias para encontrar nossa própria direção. O sensor geomagnético é um sensor geomagnético, que é uma bússola eletrônica. Ele pode permitir que a aeronave saiba sua direção de voo, direção do nariz e encontre a posição da missão e da casa. O barômetro é usado para medir a pressão atmosférica na posição atual. Sabe-se que quanto maior a altitude, menor a pressão. É por isso que as pessoas têm reações de planalto depois de chegar ao planalto. O barômetro obtém a altitude atual medindo a pressão em diferentes posições e calculando a diferença de pressão. Esta é toda a unidade de medição inercial IMU. Ele desempenha um papel na aeronave para sentir a mudança da atitude da aeronave, como se a aeronave está atualmente inclinada para frente ou para a esquerda e direita, Qual é o papel dos dados de atitude mais básicos, como orientação do nariz e altitude, no controle de voo?

A função mais básica do controle de voo é controlar o equilíbrio de uma aeronave ao voar no ar, que é medido pela IMU, sentir os dados de inclinação atuais da aeronave e compilá-los em um sinal eletrônico por meio do compilador. O sinal é transmitido ao microcontrolador dentro do controle de voo por meio do novo tempo do sinal. O microcontrolador é responsável pelo cálculo. De acordo com os dados atuais da aeronave, ele calcula uma direção e ângulo de compensação e, em seguida, compila os dados de compensação em um sinal eletrônico, Ele é transmitido para o servo ou motor. O motor ou servo está executando o comando para completar a ação de compensação. Então, o sensor sente que a aeronave está estável e envia os dados em tempo real para o microcontrolador novamente. O microcontrolador interromperá o sinal de compensação, que forma um ciclo. A maioria dos controles de voo são basicamente ciclos internos de 10HZ, ou seja, 10 atualizações por segundo.

Esta é a aplicação de função mais básica da IMU no sistema de controle de voo. Sem esta função, uma vez que um ângulo é inclinado, a aeronave perderá rapidamente o equilíbrio e causará uma queda.