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【原创】关于本人四轴飞行器进展的情况汇报【恢复】

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出0入0汤圆

发表于 2008-9-28 00:09:33 | 显示全部楼层 |阅读模式
     鄙人关注四轴飞行器已经两年有余,不过早期一直属于闭门造車。一次偶然的机会,在baidu中搜索“四轴飞行器”,发现了本论坛,颇有如鱼得水,久旱甘霖,地下工作者找到了组织之感。

     到现在,注册已经很久了,不过自惭水平薄浅,不敢妄发评论,同时介於本论坛乃为AVR爱好所设,而本人由于水平有限,目前仍然混迹于51家族,虽小有成绩,但仍不敢在此造次。遂一直潜水,吸取百家之长,在这里确实看到了很多颇具实力的重量级人物,同时也看到了以“保婴丹号”为代表的一大批优秀作品,对鄙人启发极大,可谓受益匪浅,同时也更加坚定了鄙人的决心。



     近日,鄙人的硬件架构已经基本酝酿成形,初步方案为:

     MMA7260+ENC-03A×3

     A2212KV1000+GWS 8040或9050

     TMS320 @100MHz或StrongARM @200MHz做航姿校正控制核心,

     C8051F120 @75MHz做电机控制,

     C8051F022 @12MHz做超声测距进行高度保持,

     nRF2401做数传控制,

     全碳纤维骨架,

     后期可能会考虑增加电子罗盘,GPS模组,气压传感器,视频传输设备等。目前正在全力钻研航姿控制算法。回想自己通过长期潜水已经在本论坛得到了大量的宝贵知识,此时也到了该为论坛贡献力量添砖加瓦火上浇油发挥余热的时候了。冒昧在此罗嗦几句。。。。。。。



     关于姿态控制算法鄙人以为可谓是X-UFO的核心和灵魂之所在。关于其重要性,大家想必已经有了充分的认识,鄙人在此就不再赘述。重点讨论一下其难度之所在。



     先聊聊为什么要做四轴飞行器。从我个人的角度出发,我觉得原因有四:

     一、四轴飞行器不需要像固定翼飞机那样过多地考虑空气动力学等深奥的理论知识;又不需要传统直升机那样精密的浆毂调整旋翼的浆距;

     二、四轴飞行器更多需要考虑的是软件算法、微电子、模拟电子技术、机电一体化和自动控制理论,而不是机械结构、力学、材料学、空气动力学等,本人是电子专业出身,这样的课题更适合我。

     三、四轴飞行器几乎可以从底层开始,完全自主设计、制作、验证、修改、试飞以至成功的飞行器,相较於市面上出售的成品航模更有DIY的成就感,自己是它的真正的创造者而不仅仅是个操作者。

     四、四轴飞行器够复杂,角速度传感器,加速度传感器,DSP,单片机,模拟放大器,模拟滤波器,AD变换,数字信号处理,kalman滤波,PID,无线数传。。。。。。这样的系统,在我们平时的科研工作中至少需要2~3人的项目组才能胜任,而在这里,我需要单枪匹马完成之,挑战性可谓空前(兴许也是绝后的),做好这样的飞行器之后,自己的业务水平会有很大的提高。

     其中尤其重要的是后两点,但恰恰难度就体现在了第四点中。



     在我的思想中,航姿控制分为两个主要部分:空中姿态控制和航行行为控制。

     其中空中姿态控制应该是自主完成的,主要包括飞行器的自旋、俯仰、侧倾和高度。

     而航行行为控制主要是由操作者(更时髦的说法应该是:地面站)通过无线传输对飞行器进行遥控操作的。如果空中姿态能够很好得控制和保持,那么航行行为控制的问题也就迎刃而解了。所以以下重点讨论空中姿态控制问题。为描述方便起见,由下图简单示意,后续描述皆以图为参考:

                                   

                            甲(顺)

                            ∣

        ↑                  ∣                                       

        ∣       (逆)     ∣     (逆)

        ∣前       乙--------丁

        ∣                  ∣

        ∣                  ∣

              顶视图        ∣

                            丙(顺)



     四轴飞行器的一切控制行为都是通过调整四个动力电机的转速来实现的。

     首先,为了克服飞行器自旋,必须相邻的任意两电机转向相反(图中甲-乙;乙-丙;丙-丁;丁-甲)转向相反;而位置相对的一对电动机(甲-丙;乙-丁)转向一致(如上图中括号所示),通过精确调整这两对电机的转速,使其反扭矩相互抵消,在此调整过程中为避免造成飞行器侧倾或俯仰角度发生变化,需同步改变位置相对的一对电动机的转速。

     其次,为使飞行器保持水平,需要改变某一个电机的转速,以重新保持水平,而这一调整会引起四个电机反扭矩的不均衡,造成飞行器自旋,故而需要同步调整相对位置的同向旋转的电机的转速,使其重新达到平衡。例如飞行器由于某种扰动造成右倾,此时需要提高电机丁的转速从而增加其升力,而此一行为会造成整个飞行器顺时针力矩增加从而开始自旋,所以在增大电机丁的转速的同时还需要同步减小电机乙的转速,以抵消其增加反力矩。

     最后,为了保持高度稳定,需要通过某种手段检测飞行器的实时高度,我目前考虑的方案是超声波测距,日后不排除激光测距和GPS的可能性。不过超声测距和GPS的分工不同,超声测距主要负责在0~10m范围内的高度检测,而GPS的精度决定了它只适用于高度较高的情况下保持高度之用。

     以上谈到的都是控制的原理,具体手段就需要通过单片机来实现了。如果想达到较好的控制效果,PID算法是必不可少的。同时三种调整过程是需要有机结合在一起组成一个完备的航姿控制算法体系的,三者相互渗透,相互引用,同时作用才能达到目的。譬如保持水平的同时需要随时检测自旋情况,并及时调整。



     控制航行姿态的依据就是航姿传感器输出的信号。航次传感器至少包括倾角传感器和角速度传感器。而倾角传感器可以利用三轴加速度传感器间接实现。既然是加速度传感器,那么它输出的信号表征的是当前三个轴向的加速度值,如果飞行器在空间中保持静止,那么加速度值通过简单的换算就可以得到真实的倾角参数。但是飞行器在空间中是不可能时刻保持静止不动的,譬如在侧风的影响下,飞行器可能会向某一个方向偏离,那么此时即使飞行器确实保持水平,但三轴加速度传感器的输出仍会偏离中心值,造成控制核心的误判。为避免这种情况的出现,则需要引入三轴角速度传感器和超声测距仪,利用三个轴向上的角速度和Z轴方向上的加速度以及实时高度的变化率对X、Y轴方向上的加速度进行校正,从而得出真实的倾角信息。传感器的输出信号经过模拟放大和模拟滤波之后送入AD变换电路转换为数字信号送入MCU(Microprocessor Control Unit -TMS320或StrongARM),由MCU进行包括但不仅限于kalman滤波等的数字信号处理,再依据MCU中的整套航姿控制算法(***这里才是真正的重点***)得出控制量,送入专司电机控制的MCU(Motor Control Unit-C8051F120)中对电机进行实时控制,同时要避免各传感器间结果的冲突乃至矛盾。



     以上就是本人对于四轴飞行器整体设想的一点浅薄且不成熟的想法,在下不才,才疏学浅,欢迎广大爱好者批评指正。



     本人电子大类专业本科毕业,从事模拟电路、单片机、DSP、CPLD等硬件设计开发工作和机体结构设计工作6年有余,略有积累。现在几乎全部精力都投入到了控制算法的设计和实现中去了。遇到的最大障碍就是PID算法、kalman滤波等纯数学概念的设计及其程序实现、仿真和效果评估。渴望高人指点一二,本人不胜感激。

阿莫论坛20周年了!感谢大家的支持与爱护!!

一只鸟敢站在脆弱的枝条上歇脚,它依仗的不是枝条不会断,而是自己有翅膀,会飞。

出0入0汤圆

发表于 2008-9-28 00:18:40 | 显示全部楼层
楼主把问题说到点子上了,现在应该很多爱好者都是在控制算法这儿遇到了瓶颈,

我很早就提过控制算法是四轴成功与否最关键的部分。
头像被屏蔽

出0入0汤圆

发表于 2008-9-28 00:18:54 | 显示全部楼层
谢谢交流。



无论观点如何,都是细心研究与思考的经验总结。COOL !

出0入4汤圆

发表于 2008-9-28 00:28:58 | 显示全部楼层
文笔不错

出0入0汤圆

发表于 2008-9-28 08:10:40 | 显示全部楼层
好领导。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-9-28 11:31:51 | 显示全部楼层
感谢版主阿莫评酷。



感谢楼上二位帮顶。



不过还请各位热心看官在评阅之余留下您宝贵的意见。



关于我的硬件架构方案,有无需要改进或更改之处?



     此方案已经在我的脑海中成形许久,之所以迟迟未能付诸实施,皆因为从来没有玩过无刷电机、电调,没有相关经验。虽然市场上的渠道比较熟悉,采购不成问题,但由于我现在的地理位置十分不利,距离城区至少有30公里,往返一趟少说需要3个小时,所以我的器件将主要采购自互联网,尤以taobao为主。在taobao上,无刷电动机可谓林林总总五花八门,型号、品牌、形式、KV等参数的排列组合更是如恒河沙数。浆、电机、电调、电池的搭配问题长期困扰我这本已疲惫不堪的头脑。



     同时,在控制算法的程序实现方面,暂时还没有什么头绪,互联网上相关方面的信息也是如凤毛麟角,偶有一二也是避重就轻,点到为止。对于我等从○起步的入门者而言帮助甚微。



     本人看过美国那个大学(忘记具体是哪所大学了)的方框形四轴飞行器的录像,性能令我叹为观止。不过窃以为他们的飞行器似乎更倾向于多飞行器协同工作或者飞行路径规划(因为在录像的后半部分出现了绕箱子和草地上的几个箱子的画面),这样的要求似乎不适合个人业余研究,因为四轴飞行器的成本本已不菲,要想实现相互协调至少要两个,成本随之double。不如用多出来的经费来更换性能更好的传感器。而路径规划似乎更多涉及人工智能,模糊控制等方面,需要高性能的移动计算设备做地面站,更加不适合个人业余研究,而取得的效果似乎对于我也没有什么吸引力。但是看到德国的那个录像之时,我自觉眼前一亮,那几段录像我翻来覆去看了不下5遍,越看越觉得这就是我的目标!如果我的飞行器能够达到这样的性能,夫复何求?我现在的目标就是德国人的飞行器。不过我也知道,初期肯定是无法达到如此高性能的,需要在不断的试飞中发现问题、解决问题,才能得到进步。不过我会向着我的目标努力的。

    

    我目前暂定的目标是:飞行器能够自主起飞并保持高度、姿态和位置,在地面控制下达到需要的高度和位置,在没有地面控制指令的情况下保持高度、姿态和位置的稳定。这样的目标对于我这样的初级入门者似乎也不简单,所以渴望论坛中的高人能够伸出你热情的援助之手!



    哪位高人有上述方面的资料,还望不吝赐教,本人不胜感激。希望能够多多交流,共同进步,早日完成四轴飞行器的设计和制作。



    我的联系邮箱:fork_nwpu@yahoo.com.cn   欢迎广大爱好者联系交流。



    谢谢



本贴被 ForkEureka 编辑过,最后修改时间:2008-09-28,11:38:55.

出0入25汤圆

发表于 2008-9-28 13:14:52 | 显示全部楼层
lz把四轴的原理基本都叙述清楚了。

这个项目不一定都要单枪匹马的完成,可以分3个小组,一一攻破:(主要看阿莫的决心,到底要不要搞好,像目前论坛的情况,都是个人英雄主义,不可能把这个复杂的东西做好,做完美。很少人开始真正调试代码,研究理论等动作(真正研究的也就是那么几个,本人最近也开始读电调和飞控代码)。本人就是有这个想法:要做就要深入的做好,要不就不要做。不过置顶的1.68w,阿莫还是要有一点点动作的.ps:最近阿莫忙着网站更新,还有压力测试的事情。不知道是否能跳出这些杂事来,就算把四轴的采购搞上去也好!!!)



1.电调小组(包括马达的选型,mos的选型,效率(x g/w),螺旋桨的选择)



2.飞控小组 还可细分为2步:   (1)传感器选型+klaman滤波,配合3轴加速度传感器得出姿态等参数(要求高速、精确)

                             (2)根据姿态等参数用pid控制4电机的速度参数,这里主要是攻破4个电机的协调。(这个可能会用一些神经网络什么的,本人这块很空白,相信很多来这里的朋友都是搞应用的,不是搞理论的。但是这块对理论的研究需要非常的深入)



3.结构小组。使用上面两个小组设计出的电路板配和设计的机械结构,进行综合测试。得出效率、结构抗干扰性等参数报表,进行分析,改善结构。并且对以上两个小组提出设计中需要改进的参数。





本人说话苛刻了一些,还是真心希望ouravr能成为国人的骄傲。  从ourAVR走向ourDEV可以看出网站今后的方向。

出0入0汤圆

发表于 2008-9-28 16:50:10 | 显示全部楼层
楼主对四轴的分析很到位,顶一个



再补充一点自己的看法,四轴的开发与充电器PLC之类有所不同

正如楼主所说控制理论与算法是关键,而检验算法的最好也是唯一的途径就是试飞

试飞的在整个开发过程占用的资源与时间可能会超过很多人的想象,有兴趣的人要做好心理准备



飞控的价值不在于几块PCB板,而在于试飞经验的积累

算法同样,核心就在于对历史状态的积累及对未来的预测



有兴趣以后多交流啊!

出0入0汤圆

发表于 2008-9-28 22:17:20 | 显示全部楼层
楼主说的很好,我的机架也才出来不过太重了,估计要达到长时间飞行是不可能的,不过我认为短时间的进行飞行测试还是可以的。现在进出电调的设计阶段,打算用凌阳的一块16位单片机来实现,这个估计成本上要比论坛中提到avr实现的成本要高不少,:-)。飞控板的器件还在考虑中。因为我本身是学自动控制的,所以四轴这个项目对我而言重点在姿态的控制算法。大家常提到的PID算法我本人认为很难达到良好的效果,因为四轴的空气动力学是一个变阶的非线性系统,而PID虽然可以不考虑控制对象的数学模型但它基本上只能在线性系统上达到比较好的效果。为了把PID算法用在非线性系统中,所以才有了很多的PID的变种加如了自适应+PID、神经网络+PID等等。具体是控制算法我还在考虑中,有兴趣的可以来交流。

chenguozi@gmail.com

本贴被 chenguozi 编辑过,最后修改时间:2008-09-28,22:19:19.

出0入0汤圆

发表于 2008-9-28 23:40:19 | 显示全部楼层
论坛的学术气氛渐浓!

我很认同楼上各位的观点。

给大家提个醒,国外有很多四轴开源项目值得我们借鉴。我们可以先从研究它们的原代码入手。

提供几个比较流行的开源四轴/直升机 网址。



大名鼎鼎的MikroKopter

http://www.mikrokopter.com/ucwiki/MikroKopter



另一开源四轴项目,特点是相对简单易懂

http://www.uavp.ch



用神经网络控制的,真正自动驾驶的直升机项目,对硬件和软件编程能力的要求较高。

http://vicacopter.com/

出0入0汤圆

发表于 2008-10-2 10:26:24 | 显示全部楼层
顶.

出0入0汤圆

发表于 2008-10-2 12:08:01 | 显示全部楼层
控制算法是要整体考虑, 将整个系统(包括传感器,控制程序,电机)形成透明的反馈系统, 不能单独考虑控制设计, 算法设计的思路是要完全把整个系统看成一个黑盒子. 

也就是把基本数学模型建立起来, 我这里指的数学模型, 并不是要说精确列出什么算式什么的, 也不要试图得到精确的数学模型, 那是不现实的, 我们只需要把所有变量之间的关系简单描述, 控制就是一个解方程的过程了, 但要注意控制是模糊的, 趋势的, 这样设计算法应该简单得多了. 



还有一个是, 尽可能提高传感器的采样频率, 也提高了反馈的灵敏度及抗干扰能力.



随想... 供参考



本贴被 buickbuick 编辑过,最后修改时间:2008-10-02,12:11:17.

出0入0汤圆

发表于 2008-10-27 21:24:16 | 显示全部楼层
lz的文章不错,让我这个外行人也对四轴有些认识。

想自己也来做做,可惜现在离开了学校,连个电烙铁都没有。。。

这里系统性的分析文章能多点就好了。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-10-29 13:21:26 | 显示全部楼层
【2008-10-29更新】

      

      最近课程安排得太稠密了,有限的业余时间全部献给了无上崇高的四轴飞行器事业。今天恰好是我的生日,上来汇报一下最新的进展。

      

      在淘宝上采购的器材已经全部到位,

      主要有:

      A2212外转无刷电机×4;

      25A无刷电调(好盈程序)×4;

      12V30A开关电源--用于地面调试;

      nRF24L01无线数传模块×2对;

      MMA7260三轴加速度传感器(带转接板)×1;

      松下陀螺仪×5;

      GWS-HD9050/R三叶正反螺旋桨×6;

      高精度气压ICms5534b AN ×5;

      三轴带按钮摇杆电位器×2;

      限量板USB转TTL电平232数据线;

      10×8×1000mm碳纤维方管×3;

      150×150×2.5mm碳纤维板×4;



      在本地电子市场采购的原材料主要有:

      1.5平方毫米硅胶线50m;

      2.5平房毫米硅胶线15m;

      1.0平房毫米镀银绕包特氟隆高温线20m;  

      0.3平方毫米镀银绕包特氟隆高温线100m;

      单片机、阻容元件、接插件、晶振、电源、开关、LED若干(太多,太杂,已经记不清楚了);



      硅胶线和绕包特氟隆线的优点是非常柔软,很多根很细的铜丝(每根0.08平方毫米)绞合而成。特氟隆线还有一个显著的优点是绝缘层很薄,所以线材的外经比同样截面积的其他导线都要细,要轻。不过二者有一个共同的缺点:价格昂贵。



      另外ENC-03陀螺仪打算从阿莫那里采购,电池需要根据飞行器的整体重量、尺寸和功耗综合考虑,所以暂时没有购买,调试时采用12V30A开关电源供电进行。

      

      目前的进度:采用STC12C5408AD单片机(SO-28封装)根据UART接收到的指令来产生四路独立的PWM信号控制电调来调节无刷电机的转速,由于手头没有示波器,无法直接观察PWM信号的频率和占空比,只能通过估算来进行编程,所以目前仅仅实现48级调速,并且由于没有有效的转速测量手段,无法确切测量最低转速和最高转速的具体值,也无法判断转速的调节是否线性。打算搞一个示波器来,仔细调整程序,以细化电机速度控制。

      目前仅仅测量了供电电压调节到11.1V时,空载情况下最低转速时电机电流为400多mA,带9050浆后,最低转速电流700多mA,最高转速时电流9A~10A,如此算来,整个四轴飞行器的最大耗电将将近40A,这一点我不能不重点考虑,即使采用4000mAh的电池,也只能在最大功率情况下飞行6分钟。6分钟?抽一根烟的时间。。。。。唉。。。。烧钱啊。



      目前正在潜心研究SPI(串行外设总线),以连接nRF24L01来进行无线数传。同时在绘制碳纤维型材的加工图纸,并寻找机械加工的工厂进行加工。不过听说要上数控铣床,价格可能会比较贵。郁闷。。。。。。。。。。

本贴被 ForkEureka 编辑过,最后修改时间:2008-10-29,13:31:57.

出0入0汤圆

发表于 2008-10-29 13:49:47 | 显示全部楼层
楼主分析到位,赶快行动吧



顺便问问10×8×1000mm碳纤维方管在TAOBAO那家店铺买的,我也想买两根啊

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-10-29 17:03:13 | 显示全部楼层
回复楼上,我不是要赶快行动,而是已经行动很久了。



方管在淘宝上搜一下就有。“碳纤维 方管”



我买的是外方内方的,这样管子内部空间比较大,因为我想把电机的线从管子中穿过,所以没有选择外方内园的。而后者强度肯定更大一些。

出0入0汤圆

发表于 2008-10-29 19:36:19 | 显示全部楼层
碳纤维 方管 1米  30元

http://shop36284987.taobao.com/?catId=53759803&queryType=cat&categoryName=%CC%BC%CF%CB%CE%AC%B7%BD%B9%DC&browseType=#pagebar

出0入0汤圆

发表于 2008-10-29 22:19:36 | 显示全部楼层
【13楼】 ForkEureka 

据狼族蚂蚁说1kg 四轴的飞行中平均电流在15A左右,11.1v 2200mah电池就能飞10分钟。



   A2212外转无刷电机×4; 

      25A无刷电调(好盈程序)×4; 

      12V30A开关电源--用于地面调试; 

     

      MMA7260三轴加速度传感器(带转接板)×1; 

      松下陀螺仪×3; 

      GWS-HD9050/R三叶正反螺旋桨×4; 



我的四轴和你的太像了。以上的材料我和你用的一模一样!我还在搭板子。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-10-29 22:31:45 | 显示全部楼层
【17楼】 kortan 



英雄所见略同。。。。。。。



你的飞行器做得怎么样了?MMA7260用起来了吗?



有空多多交流啊。。。

出0入0汤圆

发表于 2008-10-29 23:11:19 | 显示全部楼层
原来这个东西这么复杂啊,看来我还是差一大截呢,不过绝对有挑战力,决定做下去了呵呵。

出0入0汤圆

发表于 2008-10-30 13:51:12 | 显示全部楼层
【18楼】 ForkEureka  



很乐意与你交流。



最近忙于一些事情造成我四轴飞行器的进度缓慢。等忙完就可以全力赶工了。

现在的状态是 骨架已基本做好。正在搭建控制部分的硬件。mma7260只测试了一下模拟量输出没问题。控制软件还没编。



我的四轴特点是低成本。做好后会全部开源。



你用的压力传感器我查找不到资料,只找到了一个MS5534,不知道和你用的参数一样吗?

能不能介绍一下这个传感器?我对这个很感兴趣想知道价格和是否容易购买。

本贴被 kortan 编辑过,最后修改时间:2008-10-30,14:08:19.

出0入0汤圆

发表于 2008-11-1 10:37:06 | 显示全部楼层
Z哥,看完你的帖子,真是让我耳目一新!

我也是学电的,但从来没有搞过飞行器之类的东西,纯搞电的,以后得多多向你学习。

你对四轴飞行器的讲述很明白,我一个菜鸟看完之后都知道是怎么回事了,呵呵,分析得很透彻!

一个人搞真的很有挑战性,如果有什么我能够帮上忙的,我很荣幸!

原来那天是你的生日啊,早知道肯定让你在我们那喝两口了(还记得那天的火锅吗?^_^)

PS:Z哥的文笔很好,看了让人舒服!

一个字:顶!

出0入0汤圆

发表于 2008-11-3 20:05:15 | 显示全部楼层
弱弱的问一下,用完后的锂电池还可以再充电么。

出0入0汤圆

发表于 2008-11-3 21:22:38 | 显示全部楼层
相见恨晚!

出0入0汤圆

发表于 2008-11-14 12:54:55 | 显示全部楼层
楼主的分析很到位,算法要试,PID不难,卡尔曼滤波看看差不多。

不过,滤波的方法很多,频域计算恐怕单片机速度搞不定。

出0入0汤圆

发表于 2009-2-1 17:29:51 | 显示全部楼层
不知道avr的那种mcu能胜任pid 和kalman滤波的重任?

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2009-5-19 00:01:25 | 显示全部楼层
最新的进展和更新请看这里:

http://www.ourdev.cn/bbs/bbs_content.jsp?bbs_sn=3351257&bbs_id=1025

出0入0汤圆

发表于 2009-5-19 18:48:34 | 显示全部楼层
正如楼主所说本人前期做过GPS的课题。精度不算太高,可以预留GPS接口。

出0入0汤圆

发表于 2009-6-24 20:21:25 | 显示全部楼层
1k多点的GPS 可以做到内符合 20-30cm

出0入0汤圆

发表于 2009-9-14 00:10:50 | 显示全部楼层
弱弱的问一下,用完后的锂电池还可以再充电么。

^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
当然可以的。

…………………………………………………………………………………………
我看到一种加水一次性电池,12V 20-60A,不知道效果怎么样,可以再下雨的滞后自住加水。

出0入0汤圆

发表于 2009-9-14 00:17:17 | 显示全部楼层
纯属纯属菜鸟意见:

1k多点的GPS 可以做到内符合 20-30cm ……貌似有些难。

……………………………………………………
100多的gps,剩下的钱可以在地面做一个地面放大源。   就是先测出地面gps定位点,根据地面的源实现对四轴的精确控制。

按照已有经验,实际上可以做到cm级别。

出0入0汤圆

发表于 2009-9-15 13:01:59 | 显示全部楼层
学习中!

出0入0汤圆

发表于 2009-10-19 22:05:36 | 显示全部楼层
楼上的哥们真让人佩服,有空真想向你们多学习啊 !

出0入0汤圆

发表于 2009-10-19 22:07:52 | 显示全部楼层
有兴趣的可以加我哦QQ:1002644048

出0入0汤圆

发表于 2009-10-24 16:50:24 | 显示全部楼层
在下窃以为炭纤管不是必备的,貌似轻铝桁架也不错,且易于采购加工。

出0入0汤圆

发表于 2009-11-29 09:37:32 | 显示全部楼层
关注,学习中

出0入0汤圆

发表于 2010-7-2 15:40:18 | 显示全部楼层
mark

出0入0汤圆

发表于 2010-7-2 16:11:11 | 显示全部楼层
记一下

出0入0汤圆

发表于 2010-7-3 00:02:15 | 显示全部楼层
问下LZ你的那些准备材料买下来共花了多少大洋?

出0入0汤圆

发表于 2010-7-5 07:59:21 | 显示全部楼层
LZ提到的对改变任何一个输入量会引起多个输出量的变化的这样的系统的控制在现代控制理论中已经有现成的解决方法的。

你可以参考一下多输入多输出系统(MIMO系统)的解耦(decouple)。

飞行控制要用现代控制理论的思路来解决,不能用经典控制理论的思路。经典控制理论就是先列出传递函数,然后根据奈奎斯特图,博得图等工具选取适当的控制器参数。这种思路对单输入单输出系统(SISO)比较合适。

所谓现代控制理论的思路主要指先建立状态空间方程,然后不论是线性的还是非线性的系统,若系统耦合(耦合的定义就是对一个输入量的改变会导致多个输出量一起改变,比如在Quadrocopter里面,改变一个电机的电压,会导致飞机多个状态,如自旋,倾斜等一起改变),则需要先解耦。

解耦的目的是找到一组新的输入量,使得他和输出量一一对应,改变一个输入量的时候只会改变对应的输出量而不改变其他的输出。

系统解耦一般是先对输出量求导,直到输入量直接出现。然后就可以选取改倒数作为新的系统输入量。

详细说起来挺复杂的。但其实就是一种数学_运算,当你只想改变倾角的时候,你的解耦控制部分会自动计算这4个电机的电压的。而且你若只想改变倾角,光改变两个电机电压是不行的,因为当有倾角的时候,螺旋桨的推动力也倾斜了,那么要维持飞行高度,需要输出更大的功率来保证推力向下的分量足够维持飞行高度。改变电机转速之后,同时还要考虑四个电机的扭矩输出的矢量和为零,否则飞机要自旋。

总之,这个系统各变量有非常强的耦合性,必须要先数学分析,不能用凑试的办法。

我最近也打算做这个东西,打算下个月开始弄,因为人在德国,东西都很贵,所以打算先建模,Simulink模拟,然后控制规则确定之后再打算开始动硬件,因为控制算法不确定的话对硬件的计算能力也没法确定。另外,我现在也不能操作飞机,德国强制所有飞行员(他们将模型飞机的操作员也归入飞行员之内,模型飞机也需要接受空管)购买飞行意外保险,真是麻烦。

出0入0汤圆

发表于 2010-12-7 16:06:46 | 显示全部楼层
mark

出0入0汤圆

发表于 2010-12-7 20:56:12 | 显示全部楼层
有想法

出0入0汤圆

发表于 2010-12-18 09:49:04 | 显示全部楼层
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发表于 2010-12-18 10:28:59 | 显示全部楼层
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出0入0汤圆

发表于 2010-12-28 11:23:16 | 显示全部楼层
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出0入0汤圆

发表于 2010-12-30 17:20:26 | 显示全部楼层
高手真多,看完lz文章对这东西有了初步了解。。窃喜中

出0入0汤圆

发表于 2011-1-12 16:15:53 | 显示全部楼层
学习中

出0入0汤圆

发表于 2011-1-12 17:09:07 | 显示全部楼层
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出0入0汤圆

发表于 2011-1-12 18:57:49 | 显示全部楼层
早就听说,不过不知道国内搞得怎么样

出0入0汤圆

发表于 2011-3-1 12:22:50 | 显示全部楼层
mark

出0入0汤圆

发表于 2011-3-9 15:32:03 | 显示全部楼层
好文字,帮顶。
我是初学者,还有些东西看不懂,继续学习!

出0入0汤圆

发表于 2011-3-18 20:26:20 | 显示全部楼层
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出0入0汤圆

发表于 2011-3-18 20:33:06 | 显示全部楼层
加油哈
其实卡曼滤波不是必须

出0入0汤圆

发表于 2011-3-20 19:48:01 | 显示全部楼层
不错,说的真好,受教了

出0入0汤圆

发表于 2011-3-23 23:28:56 | 显示全部楼层
呵呵,算法是为解决实际问题的,关键是样机要先做出啦,然后,用特殊的实验测试方式,比如力矩转台,来测试你的系统参数。
我个人觉得,如果调整的好,不必要是什么特殊的算法卡尔曼啊,模糊啊,神经网络啊。只用PID,或者PD就能稳定的飞起来。

出0入0汤圆

发表于 2011-4-3 12:57:12 | 显示全部楼层
算法看得我想哭。。。论坛上来发发牢骚再说。

出0入0汤圆

发表于 2011-4-21 20:30:54 | 显示全部楼层
支持 ,mark

出0入0汤圆

发表于 2011-5-7 09:43:40 | 显示全部楼层
我也开工了

出0入0汤圆

发表于 2011-5-7 10:04:55 | 显示全部楼层
我自学单片机 刚入门 这个对我有难度 祝楼主早日成功

出0入0汤圆

发表于 2011-6-7 16:18:46 | 显示全部楼层
mark

出0入0汤圆

发表于 2011-6-21 21:02:29 | 显示全部楼层
mark 一下

出0入0汤圆

发表于 2011-6-27 11:15:33 | 显示全部楼层
MARK

出0入0汤圆

发表于 2011-10-27 17:01:33 | 显示全部楼层
回复【6楼】rei1984
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很好资源组合意见,管事的是谁啊,应该就这样做

出0入0汤圆

发表于 2011-11-19 14:46:38 | 显示全部楼层
mark!

出0入0汤圆

发表于 2011-11-23 15:34:36 | 显示全部楼层
lz讲得很清楚,我也准备自己做一个,学习了!

出0入0汤圆

发表于 2011-11-24 15:09:34 | 显示全部楼层
mark

出0入0汤圆

发表于 2012-1-29 16:43:53 | 显示全部楼层
回复【楼主位】ForkEureka 叉子
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mark

出0入0汤圆

发表于 2012-2-3 00:38:07 | 显示全部楼层
mark一下

出0入0汤圆

发表于 2012-2-3 10:15:06 | 显示全部楼层
mark
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