التطابق الدقيق بين الدفة والمحرك هو مفتاح التحكم في الطائرات بدون طيار

عندما نبتكر منتجات الطائرات بدون طيار، هل نواجه غالبًا مواقف "لا نشعر فيها بالراحة عند الطيران" أو "تكون استجابة الإجراء دائمًا بطيئة للغاية"؟ في الواقع، السبب الجذري للعديد من مشاكل الطيران التي تبدو معقدة يكمن في التنسيق بين الرابطين الأساسيين "سطح التحكم والمحرك". سنتحدث اليوم عن كيفية التحكم فيها بدقة لجعل التحكم في الطائرة بدون طيار الخاص بك يشعر بالارتفاع.

كيف تعمل الدفة والمحركات السطحية معًا

ببساطة، سطح الدفة يشبه "عجلة القيادة" للطائرة، فهو مسؤول عن تغيير اتجاه تدفق الهواء والسماح للطائرة بدون طيار بأداء حركات الانحدار والتدحرج والانعراج. أما بالنسبة للمحرك، فإننا نشير بشكل أساسي إلى نظام الطاقة للمحرك بدون فرش وESC، الذي يحدد "قوة" و"سرعة" الطائرة بدون طيار. إذا كنت تريد أن تكون الطائرة بدون طيار مطيعة في الهواء، فيجب أن يكون لديك تفاهم ضمني بين هذين الأخوين. على سبيل المثال، إذا كنت ترغب في القيام بدورة حادة، فيجب أن تنحرف الدفة إلى موضعها على الفور، ويجب تعديل سرعة المحرك على الفور للتعويض عن فقدان الرفع. إذا كان أي رابط أبطأ بمقدار نصف نبضة، فإن وضع التحكم في الطيران سوف "يهتز".

وفي الطيران الفعلي، يتم حساب هذا التنسيق في الوقت الفعلي من خلال خوارزمية التحكم في الطيران. مراقب الطيران يشبه القائد. واستنادا إلى البيانات الواردة من الجيروسكوب ومقياس التسارع، فإنه يصدر الأوامر في وقت واحد إلىمضاعفاتs والمجالس الاقتصادية والاجتماعية بسرعة مئات أو آلاف المرات في الثانية الواحدة. عندما نقوم بتصميم منتج ما، لا يمكننا أن ننظر فقط إلى سرعة استجابة المنتجمضاعفاتأو قوة ESC. يجب علينا اختبارهم ككل. الخطأ الذي يرتكبه العديد من المهندسين المبتدئين هو أنه عند اختبار مكون معين بشكل فردي، فهو "قوي"، ولكن بمجرد تثبيته معًا، فإنه يسبب اهتزازات مختلفة وتأخر في الاستجابة.

ما سبب أهمية التحكم الدقيق في محرك الدفة؟

يرتبط التحكم الدقيق ارتباطًا مباشرًا بسلامة الطيران والشعور بالتحكم. يمكننا أن نتخيل أنه إذا كان سطح الدفة غير مستجيب، وعندما تواجه الطائرة بدون طيار عاصفة من الرياح المتقاطعة، فإنها لن تكون قادرة على توليد ما يكفي من عزم الدوران في الوقت المناسب للمقاومة، وسوف تتطاير الطائرة، بل وتفقد السيطرة في الحالات الشديدة. من ناحية أخرى، إذا لم يكن خرج الطاقة سلسًا وقفزت الطائرة فجأة عند الضغط على دواسة الوقود قليلاً، فسوف تتحطم بسهولة عند التقاط لقطات تفصيلية أو السفر عبر مساحات ضيقة. يمكن القول أن "الخطية" و"سرعة الاستجابة" لنظام التحكم هذا هما نقطة التحول التي تميز منتج مستوى اللعبة عن منتج المستوى الاحترافي.

بالنسبة لأولئك منا الذين يشاركون في ابتكار المنتجات، إذا تم ذلك بشكل جيد، فيمكنه تعزيز "الحس الراقي" للمنتج بشكل مباشر. لا يستطيع العديد من المستخدمين معرفة ما هو جيد في هذه الطائرة، لكنهم يشعرون أن "هذه الطائرة تطير بسهولة". هذا النوع من المزايا التجريبية قاتل للغاية في السوق. علاوة على ذلك، عندما يكون التحكم الخاص بك دقيقًا بما فيه الكفاية، يمكنك فتح المزيد من الوظائف المتقدمة، مثل طيران المسار الأكثر استقرارًا، وتتبع المحور المحوري الأكثر سلاسة، وحتى بعض المناورات البهلوانية، التي توفر قيمة مضافة أعلى ومساحة تسعير للمنتج.

كيفية اختيار جهاز التوجيه ونظام الطاقة المناسبين

عند اختيار أمضاعفات، لا تنظر فقط إلى رقم "عزم الدوران". علينا أن نطابقها من بعدي "الحمل على سطح الدفة" و"سرعة الاستجابة". دعونا نتحدث عن الحمل أولا. يجب عليك تقدير مقدار القوة التي سيتلقاها سطح التوجيه في ظل تدفق الهواء عالي السرعة. إذا اخترت سيرفو أصغر، فلن يتمكن من حمله. إذا اخترت واحدة أكبر، فسوف تهدر الوزن والكهرباء. بالنسبة لفريق مثل فريقنا الذي يحتاج إلى الابتكار، أقترح إيلاء المزيد من الاهتمام لمعلمي المؤازرة، "المنطقة الميتة" و"دقة المركز"، والتي تحدد بشكل مباشر مدى دقة التحكم. بالنسبة للمؤازرة ذات الدقة الضعيفة، قد يقفز أمر الانحراف بمقدار درجة واحدة الصادر عن التحكم في الطيران مباشرة إلى 3 درجات، وستستمر الطائرة في التصحيح، والذي سيظهر على أنه "اهتزاز بدون توقف".

أما بالنسبة لنظام الطاقة، فإن النواة هي مطابقة "المحرك + ESC". كثير من الناس لديهم سوء فهم بأن المحرك ذو قيمة KV الأكبر هو أكثر عنفًا وأفضل. في الواقع، هذا ليس هو الحال. ما نريده هو عنف "يمكن السيطرة عليه". تحتاج إلى حساب نطاق السرعة الأنسب بناءً على حجم الشفرة ووزن الماكينة بأكملها. يعد "خطي الخانق" الخاص بـ ESC أمرًا بالغ الأهمية أيضًا. سوف يجعلك نظام ESC الجيد تشعر أن كل ملليمتر تضغط فيه على دواسة الوقود له خرج طاقة مناسب، بدلاً من الشعور "بعدم الاستجابة أو القفز المفاجئ". عند الاختيار، قد ترغب في قراءة المزيد حول مراجعات التثبيت الفعلية للطيارين ذوي الخبرة في منتديات الطرف الثالث. تعد تجارب منحنى الخانق التي يشاركونها أكثر قيمة من قائمة المعلمات البسيطة.

لتحسين دقة التحكم، يمكنك القيام بذلك

الخطوة الأولى هي البدء بـ "التصحيح الأرضي". لا تتسرع في الإقلاع. قم بإصلاح الطائرة أولاً، واستخدم جهاز التحكم عن بعد لدفع وسحب كل قناة ببطء، ولاحظ ما إذا كان سطح التحكم يتحرك بسلاسة وما إذا كان هناك أي موضع فارغ. وفي الوقت نفسه، افتح برنامج المحطة الأرضية للتحكم في الطيران ومعرفة ما إذا كان هناك أي تأخير بين إدخال عصا التحكم وردود الفعل الفعلية لسطح التحكم. هنا خدعة صغيرة. يمكنك لصق قطعة من الورق الأبيض خلف سطح التوجيه. عند التوجيه، لاحظ مسار حافة سطح التوجيه عبر الورقة. إذا كان هناك توقف أو قفزة في المسار، فهذا يعني وجود مشكلة في جهاز التوجيه أو آلية الربط.

والخطوة الثانية هي تحسين معلمات "التحكم في الحلقة المغلقة". تعد معلمات PID في التحكم في الطيران هي المفتاح لضبط دقة التحكم. يمكنك البدء بقيمة أولية متحفظة، ثم زيادة القيمة P تدريجيًا حتى تتأرجح الطائرة قليلاً، ثم أعد الاتصال قليلاً. تتطلب هذه العملية الصبر وتضبط معلمة واحدة فقط في كل مرة. وفيما يتعلق بالربط بين الدفة والمحرك، ينبغي إيلاء اهتمام خاص لخيار "التغذية الأمامية"، الذي يسمح للتحكم في الرحلة بإصدار تعليمات التعويض بمجرد استشعار تغيرات في الموقف، بدلا من انتظار انحراف الموقف قبل تصحيحه. وهذا له تأثير واضح جدًا على تحسين "المتابعة".

الأسئلة الشائعة دليل تجنب العثرات

سوف يتجاهل العديد من الأصدقاء مشكلة "مصدر الطاقة" عند تثبيت الكمبيوتر. عادةً ما يشترك جهاز المؤازرة والتحكم في الطيران وجهاز الاستقبال في مصدر طاقة BEC. إذا كانت المؤازرة الخاصة بك عبارة عن نموذج عالي الجهد وعزم الدوران العالي، ولا يمكن لتيار إخراج BEC مواكبة ذلك، فعندما تعمل أجهزة متعددة بحمولة كاملة في نفس الوقت، سيتم سحب الجهد الكهربي على الفور، مما يتسبب في إعادة تشغيل التحكم في الطيران أو فقدان جهاز الاستقبال للسيطرة. وهذا أمر خطير للغاية أثناء الرحلة. لذلك، عند اختيار ESC، يجب عليك التحقق مما إذا كان تيار خرج BEC الخاص به كافيًا، أو ببساطة قم بتجهيز المؤازرة بوحدة إمداد طاقة UBEC منفصلة. هذه تفاصيل أساسية لضمان التشغيل المستقر للنظام.

المأزق الشائع الآخر هو تدخل "الهيكل الميكانيكي". حتى إذا قمت بشراء أفضل أجهزة مؤازرة في العالم، إذا تم تثبيت قضيب التوصيل بزاوية خاطئة أو كانت المفصلة ضيقة جدًا، فستكون دقة التحكم صفرًا. من الضروري التأكد من أن الزاوية بين ذراع التوجيه وقضيب التوصيل ومحور دوران سطح الدفة كبيرة قدر الإمكان، ويفضل أن تكون 90 درجة، بحيث يمكن تحويل عزم الدوران الناتج عن جهاز التوجيه بكفاءة أكبر إلى قوة انحراف سطح الدفة. بعد التثبيت، حرك سطح الدفة بلطف بيديك لتشعر ما إذا كانت هناك مقاومة واضحة. غالبًا ما تحدد هذه التفاصيل المادية الصغيرة 90% من جودة الرحلة النهائية.

بعد قراءة هذا، هل لديك أفكار جديدة لمخطط التحكم في منتج الطائرة بدون طيار القادم؟ يمكنك أيضًا الدردشة في منطقة التعليق. ما هي المخاطر التي واجهتها في مطابقة سطح الدفة والمحرك أثناء عملية التصميم؟ أو ما هو تحدي التحكم الذي تريد حله أكثر؟