نشرة dronecode البريدية - العدد #2

خوارزمية PID هي طريقة رياضية تُستخدم للتحكم في الأنظمة التي تحتاج إلى تعديل مستمر لضبط حالتها أو أدائها. ببساطة، هي وسيلة تساعد الدرونز على الوصول إلى الهدف المطلوب والبقاء عليه بدون حدوث أي تقلبات أو تجاوزات.حيث تضمن بقاء النظام في الحالة المثالية.
و تتكون من ثلاثة أجزاء رئيسية

التحكم التناسبي:  يُعطي الاستجابة الأولية بناءً على المسافة عن الهدف. لنقل أنك تقود بسرعة 80 كم/ساعة، أي بعيد عن الهدف، هنا ستضغط بقوة على دواسة البنزين لتعويض الفرق الكبير في السرعة. أما إذا كنت قريبًا من الهدف، مثل 95 كم/ساعة، ستضغط بخفة؛ لأن الفرق هنا بسيط.

التحكم التكاملي: هذا الجزء يهدف إلى معالجة الأخطاء الصغيرة والمتكررة التي تحدث على المدى الطويل. تخيل أنك لاحظت أن السيارة تميل إلى السير بشكل أبطأ قليلاً عن المطلوب باستمرار، حتى لو كنت تحافظ على الضغط بثبات على دواسة البنزين. في هذه الحالة، التحكم التناسبي وحده قد لا يعالج المشكلة تمامًا، إذ سيتكرر هذا الخطأ البسيط بمرور الوقت. فالهدف انه يُراكم الأخطاء الصغيرة بشكل متواصل ويقوم بتعويضها تدريجيًا، بحيث يصبح النظام قادرًا على الوصول إلى الهدف بدقة أكبر، ويتجنب تراكم الخطأ مع مرور الوقت.

التحكم المشتق: هذا الجزء يساعد النظام على التمهل قليلاً عند الاقتراب من الهدف، لتجنب تجاوز السرعة المطلوبة أو حدوث تذبذب. لنفترض أنك تقترب من سرعة 100 كم/ساعة بسرعة كبيرة؛ إذا استمريت بنفس القوة، ستتجاوز الهدف وتحتاج بعدها للتهدئة مما يسبب تذبذبًا حول السرعة المطلوبة. فالتحكم المشتق هنا يقوم بتوقع سرعة اقترابك من الهدف ويخفف من الاستجابة كلما اقتربت سريعًا، ليجعل الوصول للهدف أكثر سلاسة.

كيف تعمل هذه الأقسام الثلاثة معًا؟
التحكم التناسبي يقوم بدفع النظام نحو الهدف بقوة بالاعتماد على المسافة عن الهدف، و التحكم التكاملي يتتبع الأخطاء الصغيرة التي تتراكم ويعوضها لضمان الدقة، اما التحكم المشتق يساعد على تجنب الاندفاع الزائد ومنع التذبذب حول الهدف.

سهلناها عليك

لتوضيح كيف تشتغل خوارزمية PID على طائرة درونز، تخيل أننا نريد للطائرة أن تحافظ على ارتفاع 50 متر:
التحكم التناسبي سيدفع الطائرة إلى الأعلى إذا كانت منخفضة عن 50 متر، وكلما اقتربت الطائرة من الهدف، تصبح قوة الدفع أخف. بينما التحكم التكاملي سيقوم بتعديل الميل الثابت إذا كانت الطائرة دائمًا تميل للنزول ببطء، مما يضمن تصحيح الأخطاء الصغيرة المتكررة. أخيرا التحكم المشتق سيمنع الطائرة من الاندفاع بقوة عند الاقتراب من الهدف، لكي لا تتجاوز ارتفاع 50 متر وتحتاج للعودة مجددًا.

• وزارة الدفاع الأمريكية توسع مبادرة "Replicator"
  مع طائرات مسيرة جديدة وبرمجيات مبتكرةفي إطار تطوير مبادرة "Replicator"، سيشمل التوسع الجديد استخدام برمجيات متطورة تساهم في تحسين أداء الطائرات المسيرة. تسعى الوزارة إلى دمج تقنيات برمجية تتيح نشر الطائرات بشكل أسرع وأكثر دقة، مما يسهم في تعزيز القدرة على الاستجابة بشكل أفضل في العمليات العسكرية. البرمجيات الجديدة ستكون حيوية في إدارة الطائرات بشكل أكثر تنسيقًا وفعالية في ميدان المعركة.
•   السوق العالمي لبرمجيات الطائرات المسيرة يظهر نمواً كبيراً
  أصبح قطاع البرمجيات المتعلقة بالطائرات المسيرة يشهد نموًا متسارعًا، مع تزايد الطلب على برمجيات أكثر ذكاءً وفاعلية. البرمجيات التي تدير عمليات الطائرات المسيرة تعد من أبرز المجالات التي تساعد على تحقيق الأتمتة الكاملة. هذه البرمجيات تسهم في تحسين التنقل والأداء الآلي للطائرات، بما في ذلك التحكم عن بُعد وتحليل البيانات التي تجمعها الطائرات لتحسين استراتيجيات الطيران.
• القوات الجوية الأمريكية تطور طائرات مقاتلة ذاتية القيادة
  القوات الجوية الأمريكية تعمل على تطوير طائرات مقاتلة ذاتية القيادة تعتمد على تقنيات الذكاء الاصطناعي، وهي بحاجة إلى برمجيات متقدمة للتحكم في هذه الطائرات وتنفيذ المهام المعقدة. البرمجة التي تدير هذه الطائرات تتيح لها اتخاذ قرارات مستقلة بناءً على تحليل البيانات الميدانية، مما يعزز كفاءتها في العمليات الجوية. يعتمد نظام الذكاء الاصطناعي في هذه الطائرات على خوارزميات معقدة لضمان الأداء العالي في بيئات معركة غير تقليدية.   
•   ZeroEyes تطلق تقنيات جديدة للكشف عن الطائرات المسيرة والأسلحة
   في السماء تعتمد هذه الأنظمة على الذكاء الاصطناعي والبرمجة لتحليل البيانات التي تجمعها الكاميرات وأجهزة الاستشعار للكشف عن الطائرات المسيرة المتطفلة أو الأسلحة في الأماكن العامة. هذه البرمجيات تتمتع بقدرة عالية على التمييز بين الأنواع المختلفة من الطائرات والأسلحة، مما يساهم في تحسين الأمان العام باستخدام تقنيات البرمجة الحديثة في تحليل البيانات.  

Arduino PID Flight Controler

أهم توصية للعدد الحالي، يعتبر المشروع مثال عملي لكيفية تطبيق خوارزميات PID في التحكم في استقرار الطائرات المسيرة. يشمل المستودع نصائح مفيدة لضبط إعدادات PID، التي ممكن تكون معقدة، ومعلومات قيمة.

PID Control: New Identification and Design Methods

الكتاب يقدم لك أساليب جديدة للتعرف على الأنظمة وتصميمها، ويقدم أساليب مبتكرة لتطبيق PID في ضبط الأنظمة وتحسين أدائها في مختلف المجالات، بما في ذلك الطائرات المسيرة. يتناول الكتاب تقنيات حديثة لرفع كفاءة التصحيح والتشغيل التلقائي.



  في الختام نأمل أن تكون الأخبار والتحديات حفزتك تخطو خطوة للأمام لو عندك أفكار أو تعليقات، لا تتردد في التواصل معنا، تابعنا للإصدار القادم لمزيد من الأخبار والتحديثات الرهيبة!