يمكن فهم نظام التحكم في الطيران على أنه وحدة المعالجة المركزية (CPU) للطائرة بدون طيار، وهو المكون الأساسي لها. تتمثل وظيفته الرئيسية في إرسال أوامر مختلفة ومعالجة البيانات المسترجعة من مختلف المكونات. وعلى غرار دماغ الإنسان، يرسل النظام أوامر إلى أجزاء مختلفة من الجسم ويستقبل المعلومات المسترجعة من مختلف المكونات، ويصدر أوامر جديدة بعد الحساب. على سبيل المثال، يأمر الدماغ اليد بالتقاط كوب من الماء، وبعد أن تلمس اليد الكوب وتنسحب بسبب سخونة الماء، يرسل هذه المعلومات مرة أخرى إلى الدماغ، الذي يرسل بدوره أوامر جديدة بناءً على الموقف الفعلي. تشمل الوظائف التي ينفذها نظام التحكم في الطيران بشكل رئيسي ثلاث فئات: تثبيت وضع الطائرة بدون طيار والتحكم فيها، وإدارة معدات مهمة الطائرة بدون طيار، والتحكم في حالات الطوارئ.
1. نظام التحكم في الطيران
يمكن فهم نظام التحكم في الطيران على أنه نظام وحدة المعالجة المركزية للطائرة بدون طيار، وهو المكون الأساسي للطائرة. تتمثل وظيفته الرئيسية في إرسال أوامر مختلفة ومعالجة البيانات المسترجعة من مختلف المكونات. يشبه الدماغ البشري، الذي يرسل أوامر إلى أجزاء مختلفة من الجسم ويستقبل المعلومات المسترجعة من الأجزاء، ويعالجها، ويرسل أوامر جديدة. على سبيل المثال، يأمر الدماغ اليد بالتقاط كوب من الماء، ولكن عندما تلمس اليد الكوب وتجد أن الماء ساخن جدًا، فإنها تسحب هذه المعلومات وتعيدها إلى الدماغ، الذي يرسل بدوره أوامر جديدة بناءً على الموقف الفعلي. تشمل الوظائف التي ينفذها نظام التحكم في الطيران بشكل رئيسي ثلاث فئات: استقرار ومراقبة موقف الطائرة بدون طيار، وإدارة معدات مهمة الطائرة بدون طيار، والتحكم في حالات الطوارئ.
1.1 وظائف التحكم في الطيران
الوظائف:
①. استقرار وضعية المروحية بدون طيار والتحكم بها② الملاحة الذاتية والطيران والتحكم في المسار
③ التحكم في الإقلاع والهبوط
④ إدارة الرحلات
⑤ إدارة ومراقبة معدات المهمة
⑥ التحكم في حالات الطوارئ
⑦ جمع المعلومات ونقلها
2. مبادئ التشغيل
تتضمن حركة المروحية حركة الموقف وحركة المسار.
يتحكم الطيار في حركة الموقف وحركة مسار الطائرة المروحية.
نظام التحكم في الطيران هو نظام تحكم يستبدل الطيار جزئيًا أو كليًا، ويتحكم مباشرةً في حركة المروحية ومسارها، مما يُحسّن جودة الطيران. وهو عبارة عن مجموعة من أنظمة التحكم التي تُمكّن من التحكم تلقائيًا في طيران المروحية في حال المشاركة المباشرة للطائرات بدون طيار.
3. الوظائف الأساسية① وظيفة القيادة الذاتية، مثل الحفاظ على الموقف، وصيانة الاتجاه، وصيانة الارتفاع، وما إلى ذلك.
② تحسين القدرة على التحكم والاستقرار (جودة الطيران) للطائرة المروحية.
③ القدرة على تحقيق التحكم في المسار، والملاحة التلقائية، والهبوط التلقائي، والإقلاع والهبوط العمودي، والتحليق التلقائي، والطيران الانتقالي التلقائي وغيرها من الوظائف.
II. جيروسكوب MEMS
الجيروسكوب جهاز يُستخدم لاستشعار الاتجاه والحفاظ عليه، وهو مصمم بناءً على نظرية حفظ الزخم الزاوي. يتكون الجيروسكوب بشكل أساسي من عجلة موضوعة على المحور وقادرة على الدوران. بمجرد أن يبدأ الجيروسكوب بالدوران، وبسبب الزخم الزاوي للعجلة، يميل الجيروسكوب إلى مقاومة تغيرات الاتجاه. تُستخدم الجيروسكوبات غالبًا في أنظمة الملاحة وتحديد المواقع وغيرها.
الأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة (MEMS) هي اختصار لعبارة "الأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة"، وهي تقنية متطورة تعتمد على تقنية النانو/الميكرو. تشير تقنية MEMS إلى تصميم ومعالجة وتصنيع وقياس والتحكم في المواد النانوية/الميكروية. تدمج هذه التقنية المكونات الميكانيكية والأنظمة البصرية ومكونات التشغيل وأنظمة التحكم الإلكترونية في نظام ميكروي واحد. لا يقتصر هذا النظام الكهروميكانيكي الدقيق على جمع ومعالجة وإرسال المعلومات أو التعليمات فحسب، بل يمكنه أيضًا اتخاذ إجراءات بشكل مستقل بناءً على المعلومات التي تم الحصول عليها أو وفقًا لتعليمات خارجية.
.نظام الملاحة بالقصور الذاتي
نظام الملاحة بالقصور الذاتي (INS) هو نظام ملاحة ذاتي التشغيل، لا يعتمد على معلومات خارجية ولا يُصدر طاقة. لا تقتصر بيئة عمله على الجو والأرض فحسب، بل تشمل أيضًا تحت الماء. يعتمد مبدأه الأساسي على قوانين نيوتن للميكانيكا. بقياس تسارع الناقل في الإطار المرجعي بالقصور الذاتي، ودمجه مع الزمن، وتحويله إلى نظام إحداثيات الملاحة، يمكن للنظام الحصول على معلومات مثل السرعة، وزاوية الاتجاه، والموقع في نظام إحداثيات الملاحة.
يتمتع نظام الملاحة بالقصور الذاتي بالمزايا التالية:
① باعتباره نظامًا مستقلًا لا يعتمد على أي معلومات خارجية ولا يشع طاقة إلى الخارج، فإنه يتمتع بإخفاء جيد ولا يتأثر بالتداخل الكهرومغناطيسي الخارجي.
② يمكن أن تعمل في الهواء، وعلى سطح الأرض وحتى تحت الماء، وفي جميع الأحوال الجوية وفي جميع الأوقات.
③ يمكنه توفير بيانات الموقع والسرعة والاتجاه وزاوية الموقف، كما أن معلومات الملاحة التي ينتجها تتميز باستمرارية جيدة وضوضاء منخفضة.
④ معدل تحديث البيانات مرتفع، والدقة والاستقرار على المدى القصير جيدان.
رابعًا: نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)
GPS هو اختصار لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS). وهو نظام يستخدم أقمار GPS الصناعية لتحديد المواقع لتوفير تحديد المواقع والملاحة العالمية في الوقت الفعلي. طُوّر هذا النظام، المعروف أيضًا باسم نظام الملاحة العالمي عبر الأقمار الصناعية، وأنشأته وزارة الدفاع الأمريكية. GPS هو نظام ملاحة عالي الدقة عبر الأقمار الصناعية، يوفر تحديدًا دقيقًا ثلاثي الأبعاد ومنخفض التكلفة، بالإضافة إلى معلومات السرعة والتوقيت الدقيقة للمستخدمين حول العالم. وهو تطبيق نموذجي لتكنولوجيا الاتصالات عبر الأقمار الصناعية في مجال الملاحة، مما ساهم بشكل كبير في تحسين مستوى المعلومات في العالم وعزز تطوير الاقتصاد الرقمي.
- مبدأ العمل
تتضمن معلومات إشارة القمر الصناعي معلومات مدار القمر الصناعي على خريطة النجوم، بالإضافة إلى إشارة زمنية دقيقة للغاية. باستخدام معادلة السرعة والوقت والمسافة، بالإضافة إلى مبدأ تحديد المواقع من أربع نقاط، يمكن تحديد موقع المستخدم.
- آر تي كيه
RTK (الحركية الآنية) هي طريقة قياس جديدة شائعة الاستخدام لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS). في السابق، كانت القياسات الثابتة والسريعة والديناميكية تتطلب معالجة لاحقة للحصول على دقة سنتيمترية. ومع ذلك، توفر تقنية RTK دقة تحديد المواقع الآنية في الميدان.
يعتمد هذا النظام على طريقة التفاضل الديناميكي في الوقت الفعلي لطور الناقل. بفضل سرعته العالية ودقته العالية، يُعدّ إنجازًا هامًا في تطبيقات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS). وقد ساهم تصميمه في تسهيل أعمال المسح الهندسي ورسم الخرائط، وإجراء قياسات التحكم المختلفة، وحسّن كفاءة العمل الميداني بشكل كبير.
تستخدم جميع نماذج الطائرات التابعة لشركة Xi'an Blue Joy Aerospace Technology Co., Ltd. نظام تحديد المواقع RTK.
اترك تعليقا