ความถี่การอัพเดทควอดโมชั่นเอาท์พุทความรู้สึกคำนวณออกความถี่ของฉันต้องมีเสถียรภาพอะไรอยู่?


20

ด้วย Quadcopter มอเตอร์ต่อมอเตอร์ 600 มม. (2 ฟุต) ความถี่ในการอัพเดตเอาท์พุทเอาท์พุท - เซนส์ - เอาท์ - เอาท์พุท - เอาท์พุท - ความรู้สึก - คำนวณ - เอาท์พุทต้องมีเสถียรภาพ?

ฉันประมาณน้ำหนักเครื่องบินขึ้นที่ประมาณ 2 ปอนด์ (0.9 กิโลกรัม) ซึ่งฉันคาดว่าส่วนใหญ่จะเป็นมอเตอร์และแบตเตอรี่


1
ฉันสงสัยว่าจะมีเพียงคำตอบคร่าวๆเท่านั้นที่จะเป็นไปได้ที่นี่เนื่องจากมีตัวแปรมากมายที่จะส่งผลต่อการตอบสนองของระบบ ดูที่: ฉันจะคำนวณความถี่ลูปที่จำเป็นสำหรับคอนโทรลเลอร์เซอร์โวได้อย่างไร
Rocketmagnet

คำตอบ:


17

ดังที่ Rocketmagnet เสนอให้คุณต้องการ "ความถี่" ขึ้นอยู่กับหลาย ๆ สิ่ง ยิ่งใบพัดตอบสนองของคุณมากเท่าไรยานของคุณก็ยิ่งไวต่อการแหลมมากขึ้นในการสั่งงานมอเตอร์ เดือยสุ่มเหล่านี้อาจเกิดจากการอ่านเซ็นเซอร์ที่มีเสียงดังซึ่งเกิดจากความไม่สมบูรณ์ของร่างกายซึ่งหมายความว่าคุณจะต้องควบคุมคอนโทรลเลอร์ของคุณให้ต่ำลงซึ่งหมายความว่า quadrotor ของคุณอาจไม่เสถียร ปัจจัยอื่น ๆ ได้แก่ ความเฉื่อยในการหมุนของ quadrotor, ระยะห่างของใบพัดของใบพัด, ตำแหน่งของจุดศูนย์กลางมวลและระยะห่างระหว่างมอเตอร์กับมอเตอร์

ฉันตั้งโปรแกรมควบคุมเที่ยวบินตั้งแต่เริ่มต้นสำหรับ tricopter 2 กก. ของฉันทำงานบน ATmega1280 และพบว่าที่:

  • 50 เฮิร์ต: มันจะอยู่ในอากาศ แต่ไม่สามารถควบคุมได้
  • 100 เฮิร์ตซ์: อย่างน้อยที่สุดมันจะหลีกเลี่ยงการเอียงไปด้านข้างทันที
  • 200 เฮิร์ต: ฉันปล่อยให้มันคลายตัวในที่ร่มได้และมันจะคงอยู่ไม่มากก็น้อยในที่เดียว

อาจเป็นที่สนใจที่จะทราบว่าความถี่การควบคุมที่สูงขึ้นความเฉื่อยของโรเตอร์ของคุณจะมีประสิทธิภาพมากขึ้นเมื่อเป็นแดมเปอร์ทางกายภาพซึ่งจะช่วยลดเสียงรบกวน IMU และปรับปรุงเสถียรภาพการบิน

แต่ถ้าฉันต้องให้จำนวนที่มากสำหรับความถี่การอัพเดทคอนโทรลเลอร์ขั้นต่ำสำหรับ quadrotor ขนาดนั้นเหมาะสำหรับการนำทางในอาคารตามประสบการณ์ส่วนตัว ...

ฉันจะพูด 80 เฮิร์ต


1
ฉันไม่เข้าใจว่าทำไมคุณแนะนำ 80Hz เมื่อคุณต้องใช้ 200Hz ในยานที่ใหญ่กว่ามากถ้ามีอะไรที่เมื่อระบบมีขนาดเล็กคุณต้องใช้เวลาสุ่มตัวอย่างเร็วขึ้นเนื่องจากความถี่ธรรมชาติสูงกว่าเพราะมีความเฉื่อยน้อยกว่า
goncalo luis

มีประโยชน์ใด ๆ ในการทำงานที่สูงกว่า 200 Hz หรือไม่? ฉันมีระบบที่ทำงานที่ 2Khz ในขณะนี้ แต่ด้วยค่าใช้จ่ายของน้ำหนักที่เพิ่มขึ้น
tuskiomi

(ว้าวนี่เป็นเธรดเก่า แต่) @goncaloluis ฉันแนะนำ 80Hz ให้น้อยที่สุด คุณพูดถูกเกี่ยวกับต้องการอัตราการสุ่มตัวอย่างที่เร็วขึ้นสำหรับยานขนาดเล็ก :)
yoos

1
@tuskiomi จนถึงจุดหนึ่ง .. แอปพลิเคชั่นและแบนด์วิดท์ที่คุณต้องการควรควบคุมความถี่ลูปควบคุมที่คุณต้องการ แต่หลาย ๆ คนได้ตั้งข้อสังเกตความเฉื่อยกลายเป็นปัจจัย จำกัด ในที่สุด
yoos

2

50-200Hz เป็นเรื่องปกติที่เราเห็นในโครงการโอเพ่นซอร์ส คุณต้องพิจารณาว่าในกรณีส่วนใหญ่ความเฉื่อยของมอเตอร์และการสื่อสารกับ ESC นั้นเป็นปัจจัย จำกัด


2
@Shahbaz: การเป็น "โอเพ่นซอร์ส" นั้นส่งผลต่อความรู้เกี่ยวกับความถี่ลูปควบคุมของเรา หากไม่ใช่โอเพ่นซอร์สเรามักไม่รู้ว่าความถี่ลูปควบคุมคืออะไร
David Cary

ไม่จริงอย่างสมบูรณ์ ตัวควบคุมการบินที่มาปิดมักจะเผยแพร่ความถี่การควบคุม ส่วนใหญ่ของพวกเขาควบคุมการส่งออกที่ 400hz เพื่อให้เข้ากันได้กับตัวควบคุมความเร็วอิเล็กทรอนิกส์มาตรฐาน (ESC) เช่น DJI Wookong-M ยอดนิยม: dji-innovations.com/tech-spec/wookong-m-sepc
foobarbecue

1

เพื่อให้สามารถเป็นตัวเลขที่ยากคุณจะต้องมีแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของคุณและวิเคราะห์มัน มีสองตัวเลือกในการรับโมเดลของระบบ:

1) คุณจะได้รับการแสดงทางคณิตศาสตร์ของ quadcopter ผ่านแผนภาพร่างกายอิสระ

2) คุณสร้าง gig เพื่อทดสอบ quadcopter โดยไม่มีระบบควบคุมใด ๆ และใช้ทฤษฎีการระบุเพื่อค้นหาแบบจำลอง;

จากนั้นคุณจะต้องทำโมเดลเชิงเส้นของคุณให้เป็นแบบ quadcopter ไม่ใช่แบบเชิงเส้น ทำพล็อตเป็นลางบอกเหตุของระบบความถี่ที่คุณต้องการคือประมาณสองเท่าของความถี่สูงสุดของระบบของคุณ

นี่เป็นวิธี "โปร" ในการทำ หากคุณไม่ต้องการทำสิ่งนี้ให้ใช้ค่าเหมือนที่ user65 และ yoos แนะนำ (อ่านความคิดเห็นของฉันในคำตอบ yoos) และทำซ้ำจนกว่าคุณจะได้สิ่งที่คุณต้องการ คุณไม่ต้องการให้เวลาตัวอย่างสูงเกินไปเนื่องจากคุณจะเริ่มมีปัญหาเมื่อระบบควบคุมตอบสนองต่อเสียงรบกวน


1

คำถามของคุณสามารถตอบได้เฉพาะเมื่อเรามีพารามิเตอร์รุ่นของระบบของคุณ หลักการที่สำคัญที่สุดในการตอบคำถามของคุณคือการแสดงถึงพลวัตที่ไม่เชิงเส้นของระบบของคุณในเวลาที่ไม่ต่อเนื่อง จากนั้นใช้การเป็นตัวแทนนี้ขนาดขั้นตอนสูงสุดที่สามารถกำหนดเสถียรภาพได้ - นี่จะเป็นค่าสูงสุดที่ระบบของคุณสามารถใช้ได้สำเร็จ ขนาดขั้นต่ำสุดจะไม่ได้ถูกกำหนดโดยพลวัตของระบบ แต่โดยฮาร์ดแวร์ที่คุณใช้ - การ overrunning เป็นสิ่งที่ฉันกังวลในกรณีนี้

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.