ปัจจุบัน ด้วยการพัฒนาของเทคโนโลยีชิป ปัญญาประดิษฐ์ และบิ๊กดาต้า โดรนได้เริ่มเข้าสู่กระแสของความชาญฉลาด เทอร์มินอล และการรวมกลุ่ม มีการลงทุนบุคลากรผู้เชี่ยวชาญจำนวนมากในด้านระบบอัตโนมัติ อิเล็กทรอนิกส์เชิงกล วิศวกรรมข้อมูล และไมโครอิเล็กทรอนิกส์ในการวิจัยและพัฒนาโดรน ในเวลาไม่กี่ปีที่ผ่านมา โดรนได้บินจากแอปพลิเคชันทางทหารที่อยู่ห่างไกลจากสายตาของผู้คน มาสู่บ้านของคนทั่วไป ปฏิเสธไม่ได้ว่าการพัฒนาเทคโนโลยีการควบคุมการบินเป็นแรงผลักดันที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของการเปลี่ยนแปลงโดรนในทศวรรษนี้

การควบคุมการบินเป็นคำย่อของระบบควบคุมการบิน ซึ่งสามารถมองได้ว่าเป็นสมองของเครื่องบิน ระบบควบคุมการบินส่วนใหญ่ใช้สำหรับการควบคุมทัศนคติการบินและการนำทาง สำหรับการควบคุมการบิน จำเป็นต้องทราบสถานะปัจจุบันของเครื่องบิน เช่น ตำแหน่งสามมิติ ความเร็วสามมิติ ความเร่งสามมิติ มุมสามแกน และความเร็วเชิงมุมสามแกน มีทั้งหมด 15 สถานะ ระบบควบคุมการบินในปัจจุบันใช้ IMU หรือที่เรียกว่าหน่วยวัดความเฉื่อย ซึ่งประกอบด้วยไจโรสโคปสามแกน เครื่องวัดความเร่งสามแกน เซ็นเซอร์แม่เหล็กไฟฟ้าสามแกน และบารอมิเตอร์ แล้วไจโรสโคปสามแกน เครื่องวัดความเร่งสามแกน เซ็นเซอร์แม่เหล็กไฟฟ้าสามแกน และบารอมิเตอร์คืออะไร? พวกมันมีบทบาทอะไรในเครื่องบิน? แกนทั้งสามคืออะไร?

แกนทั้งสามของไจโรสโคปสามแกน เครื่องวัดความเร่งสามแกน และเซ็นเซอร์แม่เหล็กไฟฟ้าสามแกน หมายถึงด้านซ้ายและขวาของเครื่องบิน และแนวตั้งขึ้นและลงในทิศทางด้านหน้าและด้านหลัง ซึ่งโดยทั่วไปจะแสดงด้วย XYZ ทิศทางซ้ายและขวาในเครื่องบินเรียกว่าการหมุน ทิศทางด้านหน้าและด้านหลังในเครื่องบินเรียกว่าการพิทช์ และทิศทางแนวตั้งคือแกน Z เป็นเรื่องยากสำหรับไจโรสโคปที่จะยืนบนพื้นเมื่อไม่หมุน เฉพาะเมื่อหมุนเท่านั้นจึงจะยืนบนพื้นได้ นี่คือเอฟเฟกต์ไจโร ตามเอฟเฟกต์ไจโร คนฉลาดได้ประดิษฐ์ไจโรสโคป ไจโรสโคปแรกสุดคือไจโรสโคปหมุนด้วยความเร็วสูง ซึ่งถูกยึดไว้ในเฟรมผ่านแกนที่ยืดหยุ่นสามแกน ไม่ว่าเฟรมภายนอกจะหมุนอย่างไร ไจโรสโคปหมุนด้วยความเร็วสูงตรงกลางจะยังคงรักษาท่าทางไว้ ข้อมูลเช่นองศาการหมุนของเฟรมภายนอกสามารถคำนวณได้ผ่านเซ็นเซอร์บนสามแกน

เนื่องจากต้นทุนสูงและโครงสร้างทางกลที่ซับซ้อน ปัจจุบันจึงถูกแทนที่ด้วยไจโรสโคปอิเล็กทรอนิกส์ ข้อดีของไจโรสโคปอิเล็กทรอนิกส์คือต้นทุนต่ำ ขนาดเล็ก และน้ำหนักเบา เพียงไม่กี่กรัม และความเสถียรและความแม่นยำสูงกว่าไจโรสโคปเชิงกล เมื่อพูดถึงเรื่องนี้ คุณจะเข้าใจบทบาทของไจโรสโคปในการควบคุมการบิน มันถูกใช้เพื่อวัดการเอียงของแกน XYZ ทั้งสาม

แล้วเครื่องวัดความเร่งสามแกนทำอะไร? เพิ่งกล่าวไปว่าไจโรสโคปสามแกนคือสามแกนของ XYZ ตอนนี้ไม่ต้องพูดอะไรมาก เครื่องวัดความเร่งสามแกนก็คือสามแกนของ XYZ เช่นกัน เมื่อเราเริ่มขับรถ เราจะรู้สึกถึงแรงผลักดันด้านหลังเรา แรงผลักดันนี้คือความเร่ง ความเร่งคืออัตราส่วนของการเปลี่ยนแปลงความเร็วต่อเวลาที่เกิดการเปลี่ยนแปลงนี้ เป็นปริมาณทางกายภาพที่อธิบายความเร็วของการเปลี่ยนแปลงวัตถุ กำลังสองเมตรต่อวินาที ตัวอย่างเช่น เมื่อรถหยุด ความเร่งเป็น 0 หลังจากสตาร์ท ใช้เวลา 10 วินาทีจาก 0 เมตรต่อวินาทีเป็น 10 เมตรต่อวินาที นี่คือความเร่งของรถ หากรถเดินทางด้วยความเร็ว 10 เมตรต่อวินาที ความเร่งจะเป็น 0 ในทำนองเดียวกัน หากลดความเร็วเป็นเวลา 10 วินาที จาก 10 เมตรต่อวินาทีเป็น 5 เมตรต่อวินาที ความเร่งจะเป็นลบ เครื่องวัดความเร่งสามแกนใช้ในการวัดความเร่งของสามแกนของเครื่องบิน XYZ

การเดินทางในชีวิตประจำวันของเราขึ้นอยู่กับสถานที่สำคัญหรือความทรงจำในการหาทิศทางของตนเอง เซ็นเซอร์แม่เหล็กไฟฟ้าคือเซ็นเซอร์แม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งเป็นเข็มทิศอิเล็กทรอนิกส์ มันสามารถทำให้เครื่องบินรู้ทิศทางการบิน ทิศทางจมูก และค้นหาตำแหน่งของภารกิจและบ้าน บารอมิเตอร์ใช้ในการวัดความดันบรรยากาศ ณ ตำแหน่งปัจจุบัน เป็นที่ทราบกันดีว่ายิ่งระดับความสูงสูงเท่าใด ความดันก็จะยิ่งต่ำลงเท่านั้น นี่คือเหตุผลที่ผู้คนมีปฏิกิริยาที่ราบสูงหลังจากมาถึงที่ราบสูง บารอมิเตอร์ได้รับระดับความสูงปัจจุบันโดยการวัดความดันในตำแหน่งต่างๆ และคำนวณความแตกต่างของความดัน นี่คือหน่วยวัดความเฉื่อย IMU ทั้งหมด มันมีบทบาทในเครื่องบินในการรับรู้การเปลี่ยนแปลงของทัศนคติของเครื่องบิน เช่น เครื่องบินกำลังเอียงไปข้างหน้าหรือซ้ายและขวาในปัจจุบัน บทบาทของข้อมูลทัศนคติพื้นฐานที่สุด เช่น การวางแนวจมูกและระดับความสูงในการควบคุมการบินคืออะไร?

ฟังก์ชันพื้นฐานที่สุดของการควบคุมการบินคือการควบคุมสมดุลของเครื่องบินเมื่อบินในอากาศ ซึ่งวัดโดย IMU รับรู้ข้อมูลการเอียงปัจจุบันของเครื่องบินและรวบรวมเป็นสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ผ่านคอมไพเลอร์ สัญญาณจะถูกส่งไปยังไมโครคอนโทรลเลอร์ภายในระบบควบคุมการบินผ่านเวลาใหม่ของสัญญาณ ไมโครคอนโทรลเลอร์มีหน้าที่ในการคำนวณ ตามข้อมูลปัจจุบันของเครื่องบิน จะคำนวณทิศทางและมุมชดเชย จากนั้นรวบรวมข้อมูลการชดเชยเป็นสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ จะถูกส่งไปยังเกียร์บังคับเลี้ยวหรือมอเตอร์ มอเตอร์หรือเกียร์บังคับเลี้ยวกำลังดำเนินการคำสั่งเพื่อทำการชดเชย จากนั้นเซ็นเซอร์รับรู้ว่าเครื่องบินมีความเสถียร และส่งข้อมูลแบบเรียลไทม์ไปยังไมโครคอนโทรลเลอร์อีกครั้ง ไมโครคอนโทรลเลอร์จะหยุดสัญญาณการชดเชย ซึ่งจะสร้างวงจร ระบบควบคุมการบินส่วนใหญ่มีวงจรภายใน 10HZ เป็นหลัก นั่นคือ การรีเฟรช 10 ครั้งต่อวินาที

นี่คือการประยุกต์ใช้ฟังก์ชันพื้นฐานที่สุดของ IMU ในระบบควบคุมการบิน หากไม่มีฟังก์ชันนี้ เมื่อมุมเอียง เครื่องบินจะเสียสมดุลอย่างรวดเร็วและทำให้เกิดการชน