Quadcopter çıkış-algılama-hesapla-çıkış güncelleme döngüsünün sabit kalması için ne sıklıkta olması gerekir?


20

600 mm (2 fit) motordan motora quadcopter ile, çıkış algılama-hesaplama-çıkış güncelleme döngüsünün sabit kalması için ne sıklıkta olması gerekir?

Çoğunlukla motor ve batarya olmasını beklediğim toplam kabaca yaklaşık 2 kilo (0,9 kg) olduğunu tahmin ediyorum.


1
Sistemin yanıtını etkileyecek birçok değişken olduğu için burada sadece çok kaba yanıtların mümkün olabileceğinden şüpheleniyorum. Belki de bakınız: Bir servo denetleyici için gerekli döngü frekansını nasıl hesaplayabilirim?
Rocketmagnet

Yanıtlar:


17

Rocketmagnet'in de belirttiği gibi, hangi frekansa "ihtiyacınız" olduğu birçok şeye bağlı olacaktır. Rotorlarınız ne kadar duyarlı olursa, zanaatınız motor komutlarındaki rastgele ani artışlara o kadar duyarlı olacaktır. Bu rastgele ani artışlar, fiziksel kusurların neden olduğu gürültülü sensör okumalarından kaynaklanabilir, bu da denetleyici kazançlarınızı azaltmanız gerektiği anlamına gelir, bu da kuadrotorunuzun daha kararsız hale gelebileceği anlamına gelebilir. Diğer bazı faktörler, kuadrotorun dönme ataletlerini, pervanelerin bıçak eğimini, kütle merkezinin yerini ve motordan motora mesafeyi içerir.

ATmega1280 üzerinde çalışan 2 kg'lık tricopter için sıfırdan bir uçuş kontrolörü programladım ve şunu buldum:

  • 50 Hz: Havada kalacak ama kontrol edilmesi neredeyse imkansız.
  • 100 Hz: En azından bir tarafa hemen devrilmekten kaçınacaktır.
  • 200 Hz: Vurgulu gaz kelebeğinde içeride gevşeyebilirim ve bir noktada az çok kalacak.

Kontrol frekansı ne kadar yüksek olursa, rotor ataletlerinizin fiziksel sönümleyiciler olarak o kadar etkili hale geldiğini ve IMU gürültüsünü etkisiz hale getirmesine ve uçuş stabilitesini artırmaya dikkat etmek ilginç olabilir.

Ancak , kişisel deneyime dayanarak, iç mekan navigasyonuna uygun boyuttaki bir quadrotor için minimum bir uçuş kontrolörü güncelleme frekansı için sert bir sayı vermek zorunda kalsaydım ...

80 Hz diyebilirim.


1
Çok daha büyük bir zanaatta 200Hz kullanmak zorunda kaldığınızda neden 80Hz önerdiğinizi anlamıyorum, eğer sistem daha küçük olduğunda herhangi bir şey varsa, doğal frekanslar daha yüksek olduğu için daha hızlı örnekleme süresine ihtiyacınız vardır çünkü daha az atalet vardır.
goncalo luis

200 Hz'nin üzerinde çalışmanın herhangi bir faydası var mı? Şu anda 2Khz'de çalışan bir sistemim var, ancak ekstra ağırlık pahasına.
tuskiomi

(Vay be bu eski bir iş parçacığı, ama) @goncaloluis Ben zor minimum 80Hz önerdi. Daha küçük tekneler için daha hızlı örnekleme oranına ihtiyaç duymak konusunda tamamen haklısınız. :)
yoos

1
@tuskiomi Belirli bir noktaya .. Uygulamanız ve istenen bant genişliği, gerekli kontrol döngüsü frekansınızı artırmalıdır, ancak birçok kişinin belirttiği gibi, atalet sonunda sınırlayıcı faktör haline gelir.
yoos

2

Açık kaynak projelerinde gördüğümüz gibi 50-200Hz oldukça normaldir. Çoğu durumda motorların ataletinin ve ESC'lerle iletişimin sınırlayıcı faktör olduğunu düşünmelisiniz.


2
@Shahbaz: "Açık kaynak" olmak, kontrol döngüsü frekansı hakkındaki bilgilerimizi etkiler. Açık kaynak değilse, genellikle kontrol döngüsü frekansının ne olduğu hakkında hiçbir fikrimiz yoktur.
David Cary

Tamamen doğru değil. Kapalı kaynaklı uçuş kontrolörleri genellikle kontrol frekanslarını yayınlar. Çoğu, standart elektronik hız kontrol cihazları (ESC) ile uyumlu hale getirmek için 400hz'de kontrol çıkışı sağlar. Örneğin, popüler DJI Wookong-M: dji-innovations.com/tech-spec/wookong-m-sepc
foobarbecue

1

Zor bir sayı elde edebilmek için zanaatınızın matematiksel bir modeline sahip olmanız ve onu analiz etmeniz gerekir. Bir sistemin modelini almak için iki seçenek vardır:

1) Quadcopter'in serbest cisim diyagramları üzerinden matematiksel bir temsilini buldunuz;

2) Quadcopter'i herhangi bir kontrol sistemi olmadan test etmek için bir konser oluşturursunuz ve bir model bulmak için tanımlama teorisini kullanırsınız;

O zaman modelinizi doğrusallaştırmanız gerekir, bir quadcopter doğası gereği doğrusal değildir. Sistemin bir bode grafiğini yapın, ihtiyacınız olan frekans sisteminizin en yüksek frekansının yaklaşık iki katıdır.

Bunu yapmanın "profesyonel" yolu budur. Tüm bunlardan geçmek istemiyorsanız, user65 ve yoos'un önerdiği gibi bir değer kullanın (yoos cevabı hakkındaki yorumumu okuyun) ve istediğinizi alana kadar tekrarlayın. Ayrıca örnekleme süresinin çok yüksek olmasını da istemezsiniz, çünkü kontrol sistemi gürültüye yanıt verdiğinde sorun yaşamaya başlarsınız.


1

Sorunuz yalnızca sisteminizin model parametrelerine sahip olduğumuzda yanıtlanabilir. Sorunuza cevap vermenin en ilkeli yaklaşımı, sisteminizin doğrusal olmayan dinamiklerini ayrık zamanda temsil etmek olacaktır; daha sonra bu gösterimi kullanarak, kararlılığın sağlandığı maksimum adım boyutu belirlenebilir - bu, sisteminizin başarıyla kullanabileceği maksimum değer olacaktır. Minimum adım boyutu, sistemin dinamikleri tarafından değil, kullandığınız donanım tarafından belirlenir - bu durumda beni ilgilendiren şey aşırı çalışmadır.

Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.