Search in topic

Векторное управление BLDC

Мотору чем выше частота - тем лучше.

Ну да как часто не моргай все равно провалы будут, в идеале вообще без частоты должно быть раз синусоида.

Тем меньше амплитуда тока и индукция на этой частоте - меньше потерь в статоре (от частоты потери зависят более линейно, чем от индукции, плюс помогает индукция рассеяния). У меня 40мкГн индуктивности на обмотку, на этой частоте это пульсации порядка 0.5A

Честно, ничего не понял, как не пытался прочитать.

А разве есть какие-то принципиальные отличия в регулях, которые коммутируют прямоугольными импульсами, используя в качестве сигнала ОС переход через ноль болтающейся фазы? Что там можно то улучшить?

Давайте посмотрим, что я не учёл. Какие параметры важны в регуле? Всё это программно тут наверняка лечится, в случае чего.

Конечно есть.
Тут авторы дшот не смогли 32битный сделать рабочим. Скорее всего перемудрили с датчиками тока и напряжения.
Улучшить, для начала попробуйте повторить лучший по всем параметрам.
У себя в дневнике попробовал описать часть. Есть и измерения в других.

Ну да как часто не моргай все равно провалы будут, в идеале вообще без частоты должно быть раз синусоида.

Не выгодно. DC-DC преобразователь тут имеется и так, просто не явный. Вместо внешней индуктивности тут используется “встроенная” в обмотки. Провалов, технически, нет. Именно ток не может мгновенно меняться из-за индуктивности, поэтому он представляет из себя как бы огибающую среднего значения заполнения ШИМ. А магнитное поле то создаёт именно ток, не напряжение. Можно спокойно сказать, что при входном напряжении 15V и заполнении ШИМ 50% - ток через катушку будет течь постоянный, соответствующий току при постоянном напряжении без ШИМ в 7.5V. Это и используется для регулирования мощности везде. Если использовать внешний LC фильтр, как в полноценных преобразователях - потерь окажется только больше, т.к. дроссель имеет своё сопротивление. Да и к тому же масса устройства возрастает, габариты, тепловыделение выше, схема сложнее, дороже и т.д… Уменьшить пульсации тока до пренебрежимо малого уровня можно просто подняв частоту до вполне достижимых сегодня значений. И вроде бы сейчас все так делают, пиарят супер крутой аппаратный ШИМ на дофига бит, ставят нормальные современные ключи и т.п.

Честно, ничего не понял, как не пытался прочитать.

Да не вопрос, объясню нагляднее. Вот схема типичной “понижалки”:

Первое что нагуглил. Принцип работы простейший - Q2 и Q3 открываются по-очереди, с определённым соотношением времени открытия. Если 50%:50%, то в среднем на выходе будет половина от напряжения питания. Т.е. 5V*50%=2.5V. Но это в среднем, а фактически же идут импульсы по 5V. Дальше стоит LC-фильтр низкой частоты, который весь этот ВЧ на частоте ШИМ отфильтровывает, и остаётся только постоянная составляющая - те самые 2.5V уже постоянного напряжения (на схеме указано напряжение под заполнение в 100%*1.5V/5V=30%+потери в преобразователе). Получается, что заполнением ШИМ мы можем плавно перестраивать выходное напряжение. При этом потерь как в реостате - нет. Просто верхний ключ долбит дроссель импульсами такого же тока, как ток на выходе преобразователя (система сама входит в состояние такого равновесия), а когда закрывается - дроссель сопротивляется изменению тока и продолжает его поддерживать уже через нижний ключ, являясь в эти моменты времени источником ранее накопленной лишней энергии. Конденсатор на входе преобразователя (C2) берёт на себя импульсную нагрузку от Q2, и источник питания “видит” уже усреднённый ток. Т.е. 1A на выходе, умноженный на время открытия верхнего ключа (50%) = 0.5A. Вот и получается, что потребляемая мощность равна выдаваемой, при уже разных напряжениях. Этот преобразователь работает в обоих направлениях (если нагрузка начнёт давать ток - он будет повышаться до 5V и идти в источник питания - рекуперация), и больше всего напоминает трансформатор, только работающий с постоянным током и с возможностью плавной перестройки коэффициента трансформации. Главную роль тут, конечно, играет дроссель, который сглаживает броски тока. Конденсатор C3 всего-лишь сглаживает напряжение, т.к. нас тут интересует не ток, а напряжение. Он тут вспомогательный, как и C2. Так, основу объяснил, теперь понятнее будет вот это:

Существуют более простые схемы, где требуется именно источник тока. Например драйверы светодиодных фонарей:

С2 тут символический, чтоб ВЧ грязь давить, выкидываем его из схемы для наглядности. Суть в том, что светодиоды кормить нужно током, поэтому нет смысла его преобразовывать в напряжение с помощью конденсатора на выходе.

Так вот, теперь посмотрите на силовую часть схемы регуля внимательнее:

Сходство видите? Обмотки мотора - очень даже дроссели, и ток они менять быстро физически не способны. Ты подаёшь на фазы импульсное напряжение, а ток сглаживается будто фильтром низкой частоты (см. вторую картинку в этом посте, при чём выходную ёмкость можно рассматривать как источник противоЭДС). Поскольку нам нужно плавно регулировать магнитное поле, а оно зависит именно от тока в катушке, а не от напряжения - задача выполнена. ШИМ плавно регулирует магнитное поле. Поэтому никто преобразователи и не использует - смысла нет. Нагрузка и так индуктивная. И кстати - эта индуктивность крутит фазу на высоких оборотах, т.к. вносит задержку в сигнал управления. И вот я не встречал реализаций регулей, которые бы учитывали этот эффект.

Или вопрос касался зависимости потерь от частоты? Если попытаться рассчитать потери в магнитопроводе, то обычно выходит, что меньшая амплитуда пульсаций тока, даже ценою роста частоты - приводит к снижению потерь. Видимо, магнитопроводу намагничиваться до более высоких значений индукции сложнее, чем делать это просто чаще. Это ярко выражено у ферритов. У железа почти не выражено, если оно хорошее. Так вот, чем выше частота ШИМ - тем ниже (пропорционально) амплитуда этих самых паразитных пульсаций тока, которые и вносят потери на частоте ШИМ. Выходит, что потери происходят чаще, но за счёт пропорционального уменьшения индукции - потери эти в целом становятся немного ниже. Кроме того - потери на активном сопротивлении обмотки зависят квадратично от тока, поэтому чем меньше будет амплитуда пиков этих пульсаций - тем меньше будет потерь ещё и в активном сопротивлении обмотки. Постоянная составляющая тока (среднее значение, уже на рабочей частоте мотора - тот самый синус или трапеция) тут роли не играет, она работает уже на рабочей частоте мотора и от ШИМ никак не зависит. Поэтому и выходит, что лучше поднять частоту по-выше - тогда и сигнал будет более “ламповым”, и отклик системы лучше (выше частота дискретизации сигнала, ну это как в звуке - больше килосемплов - выше частота среза) и т.п.

Тут авторы дшот не смогли 32битный сделать рабочим. Скорее всего перемудрили с датчиками тока и напряжения.

УМВР. Линк есть на работу? Просто я слабо пока ориентируюсь в ваших местных сокращениях. Гляну чего намудрили.

Улучшить, для начала попробуйте повторить лучший по всем параметрам.

Не смогу физически - другая схемотехника, другие алгоритмы. У меня в любом случае будет разница, но я изначально ставку делал на эффективность, линейность, и динамику. А что ещё может требоваться то от мотор-винтового привода?

У себя в дневнике попробовал описать часть. Есть и измерения в других.

Схожу посмотрю что там…

А почему не сразу 1 МГц?

Да, вспомнил ещё кое что. К сожалению, время редактирования предыдущего поста уже прошло.
Мне ведь необходимо получать качественный сигнал с датчиков тока. Чем выше частота дискретизации сигнала (банальным ШИМом) - тем выше можно делать частоту среза антиалиасингового фильтра на входе АЦП. А чем выше частота среза сигнала - тем быстрее и точнее регуль будет реагировать на изменения. Фишка в том, что в используемых мною сенсорах имеется встроенный фильтр на 100 килогерц, поэтому мне желательно использовать ШИМ с частотой в несколько раз выше за эти 100кГц. Тогда схемотехника получится простой и в то же время шустрой. Не понадобятся огороды из RC-фильтров, имеющие хреновые характеристики (в сенсорах активные фильтры на ОУ второго порядка).
Ещё одно условие - синхронизация ШИМ с АЦП. АЦП может делать 200 килосемплов в секунду, меряя по 4 канала за семпл. Т.е. частота ШИМ не может быть выше 200кГц, иначе я получу проблемы с наложением спектров (алиасингом). Вот и получается, что мне нужно с одной стороны как можно выше, а с другой - вот потолок и всё тут… Жирную точку поставило удобное разрешение ШИМ в 8 бит, как раз на близкой частоте. Остался ещё небольшой запас на синхронизацию АЦП с таймером, генерирующим ШИМ. При этом я за 256 тактов успеваю забрать данные измерений и рассчитать новые значения ШИМ, и у меня остаётся время на фоновые процессы (вычисление коррекции скорости, обмен данными с внешним миром и т.п.). Подними я частоту выше - проблем было бы больше чем сейчас. Конечно, это возможно, но нерационально…

Даа, слов много. Меня интересовало как с малой индукцией можно крутить мотор с той же силой. Меньше ток на туже индукцию я бы понял, только за счет чего?
Может еще попробуете объяснить, может хоть Вам понятней станет.
Только принцип работы импульсника объяснять не надо, это и так понятно.

Про дшот неплохо изучить. Это новый протокол передачи данных на рег (цифровой).
Их детище Кисс не выдерживает циклический наброс нагрузки, сваливается в защиту. Выяснил при тестах на стенде.

Даа, слов много. Меня интересовало как с малой индукцией можно крутить мотор с той же силой.

Индукцией переменной составляющей на частоте ШИМ - почувствуйте разницу. Поймите же вы наконец, и перестаньте мешать в кучу процессы, происходящие на совершенно разных частотах. Я выше привёл пример, но, похоже, придётся написать ещё больше текста:

Допустим, я на свой мотор подаю 30 ампер, и он раскручивается до 18000 RPM. Ток пульсаций на частоте ШИМ достигает аж “огроменных” 0.5A! Несомненно, это такая же огромная индукция, как на рабочей частоте мотора (16 полюсов, 18000*8/60=2400Гц) при 30A фазного тока. Сколько потерь будет вносить чистый сигнал без ШИМ в этом случае? И сколько вклада внесёт ШИМ своими 0.5A на 190кГц? Если зависимость от индукции квадратичная, а от частоты линейная (у железа всё несколько проще и даже наоборот, но я начинал за здравие, поэтому продолжу) - считаем: 30A^2*2400Гц=2160000 попугаев потерь на рабочей частоте мотора, 0.5А^2*190000Гц=47500 попугаев потерь из-за ШИМ в этом же режиме, что в 45 раз меньше за ток подмагничивания, на который мы, в отличии от тока пульсаций ШИМ, никак повлиять не можем, т.к. именно этот ток и крутит мотор. А с пульсациями от ШИМ мы можем делать что хотим, они никакого влияния на тягу мотора не оказывают, только на потери и проблемы с оцифровкой сигналов с датчиков. Справедливости ради замечу: У железа, из-за электропроводности в пластинах, картина может быть и обратной - рост частоты приводит к квадратичному росту потерь. Только в моторах всё сложнее - есть ещё индукция рассеяния, она работает без участия железа. Тут практика нужна, но у меня пока проблем с этим не возникает. Регуль, вращающий мотор с частотой 60 оборотов в минуту, качающий в него 200мА (меньше недостаточно для страгивания - залипает на полюсах), при этом шпарящий все 3 DrMOSа на всех своих 193кГц - с аккумулятора потребляет около 15мА. Где же космические потери то?
Надеюсь, теперь я ответил на ваш вопрос корректно, и что-то сам понял, как вы хотели? 😃 Приношу свои извинения за то, что раздражаю своим многословием…

Только принцип работы импульсника объяснять не надо, это и так понятно.

Не похоже, поэтому и расписал. Я обратил внимание на ваши неоднократные высказывания по поводу вреда ШИМ, и с вами абсолютно не согласен. В конце концов, писал я не только вам, тут и другие читатели есть, менее компетентные, но более любопытные.

Их детище Кисс не выдерживает циклический наброс нагрузки, сваливается в защиту. Выяснил при тестах на стенде.

Да, читал. Только нет же исходников, документации и т.п., чтоб глянуть что именно они там наворотили? Тогда мне с этого практической пользы никакой. Если б я мог чужие ошибки изучить… Я почему-то решил, что это открытый любительский проект какой-то, возможно даже здешних форумчан…

Все равно ничего не понял, где я должен почувствовать разницу и т.д.
Ладно замнем. Вам понятно и ладно. Может кто еще что-нибудь понял.
Получится игрушка, хорошо.
Удачи.

Со стандартным драйвером мой коптер имеет эффективность порядка 13-ти грамм на ватт (при массе 900 грамм и порядка 80 ватт запаса энергии на борту), теоретическая самого винта порядка 17-ти. Ожидаю со своим драйвером порядка 14…15 грамм на ватт, и гораздо меньший акустический шум. Свиста тут нет - ШИМ 187.5кГц, глубина 16 бит, главный цикл всё пересчитывает тоже на приличной частоте - 93.75кГц (512 тактов на цикл). Пока хватает ресурсов, но ещё ж не всё написано. Сильно мешает отсутствие аппаратного деления у применённого тут ARM Cortex M0.
Ну а в целом, в схемотехнике придётся доработать только одно место - у DrMOS слабый верхний ключ (типичное значение порядка 5мОм), его можно продублировать внешним на 1мОм. Нижний там достаточно хороший (порядка 1мОм). в остальном же игрушка обещает быть интересной.

теоретически мотором можно управлять

1. подавая один импульс определенной переменной длительности (в зависимости от требуемого момента) то есть разово заряжать катушку мотора
2. выбрав тактику шим модуляции с помощью которой определяется напряжение и ток в обмотке. то есть дозировать заряд катушки по времени
   в пользу второго способа склоняет логическое суждение что двиглу нужна синусоида (или трапеция) с тем чтобы он увереннее и кпдшнее работал
   однако если рассмотреть характер потерь силового ключа то значительная часть происходит в момент переключения ключа. тоесть чем больше переключений (под током) тем выше потери. т.е. фактически устойчивость работы мотора выше но кпд регулятора ниже.

Записал формы напряжения в двух фазах (трех каналов у моего осцилла нет), в разных масштабах по времени, чтобы было понятно. И еще формы на выходе усилителя шунтов, синхронно с напряжением этой же фазы.

Скважность в обоих каналах почти одинакова потому, что мотор был не нагружен. А вот при замере формы тока я его тормозил, иначе все плоское и виден только шум. Коэффициент для перехода к значению тока около 33 А/в.

Было бы понятнее, если б заполнение ШИМ на фазах было пропущено через ФНЧ. Тогда было бы видно форму напряжения на фазах. Ещё как вариант - выводить это дело через МК самого контроллера. Он же всем заведует и ему виднее что там где творится. Можно в нём всё обработать, зафильтровать, и вывести через отдельные ШИМ каналы. Напряжения и токи ведь интересуют именно на обмотках? А там треугольник обычно, и всё это пересчитывать с фазных нужно…
Вот, к примеру, я отлаживал ФАПЧ, и у меня два канала с регуля идут на звуковую карту в компе:

Вверху сигнал ошибки ФАПЧ (расколбас где-то ±15 градусов), а внизу - как раз сглаженное внутренними фильтрами противоЭДС одной из обмоток. Что на канал выведу - то и покажет. Могу токи сравнить, сигналы ОС, посмотреть как фильтры фазу крутят и т.п. Ну и на компе в саундфордже я могу полноценно посмотреть спектр и понять, какой фильтр лучше подойдёт для сглаживания того же шума ФАПЧ, к примеру, и т.д.

Из того, что я понял по теоретической части: Сперва я хотел прикрутить векторное управление, но не взлетело. Копнул глубже, и остановился на трапеции и своих алгоритмах, которые мне помог разработать симулятор этого мотора (самописный, для отладки алгоритмов в “сферической в вакууме” виртуальной среде).

Почему не взлетело? И какие алгоритмы в итоге выбрали?

Погрешности датчиков тока на эффекте Холаа не мешают? Я пробовал такие, их как акселерометр использовать можно, сигнал зависит от ускорения. Не говорю уже о проводах с током лежащих рядом.

Как я понимаю источников питания на плате контроллера у Вас нет, в угоду габаритам. Делать 12в для затворов необходимости нет, да и драйверов как отдельных элементов на плате тоже нет. Интересно, но мне многое не нравится.

Было бы понятнее, если б заполнение ШИМ на фазах было пропущено через ФНЧ. Тогда было бы видно форму напряжения на фазах. Ещё как вариант - выводить это дело через МК самого контроллера. Он же всем заведует и ему виднее что там где творится. Можно в нём всё обработать, зафильтровать, и вывести через отдельные ШИМ каналы.

Если надо понятнее, то могу на численной модели записать графики. Там они будут чистые, не отягощенные всякими особенностями. А с МК я делаю запись в RAM с необходимой частотой, а потом уже неспешно передаю через USART. Да можно и через DAC вывести, я даже пины на плате для этого предусмотрел, но как-то необходимости пока не было.

Почему не взлетело? И какие алгоритмы в итоге выбрали?

Уже взлетело. Я много чего перепробовал, с разным успехом. Начал с полного моделирования мотора в МК, но там слишком много рекурсий, и видимо модель вышла неустойчивой. К тому же мне не хватило ресурсов STM32F030. Потом уже, когда переписал под другой механизм - обнаружил некоторые ошибки грубые, из-за которых могло не заработать. Пока переписывал - построил виртуальную систему, которая помогла мне отладить код прямо на компе, и вернулся частично к прежней модели, но уже упрощённой. Моделирование показало, что fxpt_atan2() отлично работает и имеет хорошую устойчивость к шуму, но вот форма тока при фазовом сдвиге, относительно противоЭДС, сильно искажается и вносит серьёзные ошибки в вычисление фазы. У меня источник напряжения, не тока. Для нормальной работы следящих систем, регулирующих именно токи через две обмотки (третья работает пассивно) - не хватает скорости работы ОС. Решение так и не нашел. Поэтому я остановился на генераторе трёхфазного напряжения, амплитуда которого регулируется уже более медленной ОС по току. Это если нужно регулировать именно крутящий момент, а не обороты. Ну а ток уже получается какой получается, и дальше я с ним уже работаю как есть. Решил вопрос фильтрацией сигналов с датчиков синхронными RC-фильтрами второго порядка (программными). Чтоб они не искажали результат своей ФЧХ - точно такие же фильтры сглаживают и противоЭДС обмоток. В результате трапеция и всякие “НЁХ” на датчиках тока сглаживаются во что-то синусоподобное, с чем хорошо справляется арктангенс. При синфазных сигналах они вообще вырождаются в синус, и ошибка минимальна. ФАПЧ просто вычитает из фазы тока фазу противоЭДС, поэтому фильтры друг друга компенсируют. При этом следящая система компенсирует и фазовый сдвиг тока из-за индуктивности, идеально согласуя ток с положением ротора. Сложность вся именно в вычислении противоЭДС из комплексного напряжения между фазами…
Дополнительно думаю сглаживать ошибки ФАПЧ фильтром Бесселя 4-го порядка, уже за фазовым детектором (опять же моделирование показало что лучше). Он режет всё что выше частоты генератора, включительно. Вносит задержку в 3.5 периода генератора, поэтому ФАПЧ получается медленный на низких оборотах. Думаю ограничить минимальную частоту среза фильтра, чтоб на малых оборотах было шумно, но зато не тормозило. Пока ещё вожусь. Допишу быструю синхронизацию ФАПЧ с помощью частотомеров, сдвигающих частоту генератора к частоте противоЭДС так, чтоб она сразу оказалась в полосе захвата ФАПЧ и т.д.
Вот, собственно, и вся модель…

Погрешности датчиков тока на эффекте Холаа не мешают?

Вообще шикарные. Проблем пока не заметил. Но мне и не требуется разрешение в 24 бита, так что…

Как я понимаю источников питания на плате контроллера у Вас нет, в угоду габаритам. Делать 12в для затворов необходимости нет, да и драйверов как отдельных элементов на плате тоже нет.

Два питания. Одно 5V, с центральной платы с мозгом. Там общий преобразователь на питание всей требухи стоит. Плодить преобразователи я не стал. Если найду что-то привлекательное - влеплю. Ну и батарея подключается. Тут в этой схеме есть моменты, которые желательно вылизать. На сигнальные линии нужны символические RC фильтры, если выяснится, что захват у МК не имеет адекватного встроенного фильтра дребезга. Ну или как минимум резисторы для защиты сигнальных линий. Ещё верхние ключи в этих DrMOS, возможно, придётся продублировать внешними. Один датчик тока выкинуть можно, арифметика позволяет, но я выкидывать не стал. Решил что с ним преимуществ больше. Избыточность позволяет работать с лёгким клиппингом сигналов, да и шум равномернее. Мне так же не нравится не развязанная с силовой сигнальная масса - повышенные требования к трассировке центральной платы.

Потревожу немного эту тему. По поводу того, для чего планирую использовать контроллер, и причем здесь коптеры. Вот смотрел и выбирать варианты ВМГ и мне на данный момент видится например такой вариант, мотор ML 5010 300KV, проп 2055, питание 8S-12S.

Контроллер-регулятор будет четвертой ревизии, ожидаемые параметры:

• одноплатный 45мм x 45мм;
• вес 20-30г без конденсаторов и проводов;
• номинальный ток (+30°C) 50А;
• предел по напряжению питания 40-50в.

Уже давно сделал трассировку новой платы, но не решаюсь пока заказывать, думаю и ищу недостатки.

Меньше габариты/вес не получаются. В соответствии с ними подбираю другие параметры. Цена получается большой, все компоненты выбраны по характеристикам без учета цены, pcb еще 6 слоев со слепыми переходными.

Дальше, есть еще софтверная часть, которую в очередной раз переписываю, на этот раз упрощаю и выбрасываю например оценку формы ЭДС (она работает нестабильно и пользы от нее немного). Здесь назревает некоторая проблема. Каким параметром ВМГ надо управлять? Сейчас есть возможность управлять током (т.е. моментом) или скоростью. В обоих случаях это регулирование конкретной величины измеряемой в некоторых единицах, это не throttle от 0 до 100 %.

Итоговая задача управлять тягой, но при этом винт с неизменяемым шагом, изменять можно только скорость. А на тягу влияет как минимум воздушная скорость движения винта, которую можно оценить по потребляемой мотором мощности для поддержания заданных оборотов. Появляется такая идея, что надо управлять мощностью, чтобы приблизиться к регулированию именно тяги. Но как это хорошо сделать чтобы не проиграть в скорости переходных процессов, я пока не знаю.

Вот из-за таких идей и хочется свой контроллер мотора, с которого можно спрашивать все интересные параметры, а не только выдавать в него заданный throttle.

Полетный контроллер еще хочется сделать.

Для начала непонятна задача , что потребовалось делать свой пк и рег с нуля.

По мощности, создается впечатление, что нет понимания как работает коптер. Или коптер не нужен?

6 слоев со слепыми переходными

6 слоев конечно хорошо с точки зрения компактности и качества разводки, но имеет смысл делать например для большого количества мелких регулей, где сама плата будет минимальных размеров и можно будет вместить много таких в один стандартный заказ. А для себя или для попробовать выйдет очень дорого и/или долго. Все же для тестов и разработки лучше обходиться минимумом слоев.

в принципе пока еще есть смысл делат ьсамодельные регуляторы класса “высоковольтные”.
для 10 -15 банок липо.
подобные регуляторы могут быть востребованы в электротранспорте (электровелосипеды, электроскутеры мини-электромобили)
к примеру регулятор на 14 банок и 80 ампер стоит от 4тр за штуку

предыдущее решение на 2х платах ИМХО было более правильное …
на силовой плате можно использовать материал с толстой медной фольгой , а плате управления с тонкой … это сильно упростит и удешевит изготовление платы , даже если процессорная будет 4х слойной …
драйверы ключей и датчики тока можно вынести на процессорную плату , на силовой оставить только ключи и измерительные резисторы …

в принципе пока еще есть смысл делать самодельные регуляторы класса “высоковольтные”.
для 10 -15 банок липо.

не только высоковольтные …
эти регули нужны там где на малых оборотах (от нуля) требуется высокий крутящий момент , а датчиков в моторе нет …
конкретно для коптеров особого смысла в них не вижу , а вот для транспорта будет интересно …

Каким параметром ВМГ надо управлять? Сейчас есть возможность управлять током (т.е. моментом) или скоростью. В обоих случаях это регулирование конкретной величины измеряемой в некоторых единицах, это не throttle от 0 до 100 %.

Итоговая задача управлять тягой, но при этом винт с неизменяемым шагом, изменять можно только скорость. А на тягу влияет как минимум воздушная скорость движения винта, которую можно оценить по потребляемой мотором мощности для поддержания заданных оборотов. Появляется такая идея, что надо управлять мощностью, чтобы приблизиться к регулированию именно тяги. Но как это хорошо сделать чтобы не проиграть в скорости переходных процессов, я пока не знаю.

И даже более точная фраза

я пока не знаю.

Она точнее всего отражает суть проблемы.
Столько потрачено времени, столько проделано работы (уже и объяснять пытались не раз), а нет самого главного - понимания того, что требуется получить (как должно работать).
Вообще-то с этого всегда надо начинать. Т.е. делаются эксперименты на уже готовых или на макетах.
Понимается суть задачи.
Ищутся пути решения.
Создаются макеты.
Проверяется как выполняется задача, выявляются ошибки, просчеты.
Если выясняется, что решение неверное, то все по новой.
Если правильно, то отрабатывается готовый образец.

А у Вас. Все наоборот. Правда в Вашу защиту можно сказать, что такое часто у нас - увидели красивое слово, годится не годится не важно, оно же где-то рядом, значит можно использовать, тем более за бугром все юзают, а значит (только поэтому) это самое правильное решение. Такое характерно для начальников. Им как туземцам главное чтобы “блестело”, а грамотное решение не блестит, а значит на него не получишь денег.
В результате на выходе получается, что вроде работает, но пользователи только плюются на такие создания. Т.к. заставляют работать только на этом, а работать невозможно.

Но Вы же не начальник.
Да, я описал длительный процесс. Хочется быстро. Но, зачастую именно так быстрее получается требуемый результат.

главное чтобы “блестело”

В конце концов любой продукт должен блестеть. Иначе здесь быстро найдутся “умники”, скажущие, что у китайцев блестит лучше.

В конце концов любой продукт должен блестеть.

Ну да, в конце тоже надо, иначе как продашь. Но это отдельный вопрос. Я то сейчас про начальный этап.

Мне всегда было обидно за народ, который имея хорошее образование (познания) в какой-то области и не обладая умениями решать задачу в целом тратят зря время и силы. Когда можно было просто сделать первичный анализ и не проверять все решения подряд.
В данном случае напрашивается не понимание, что делает ПК в коптерах, а что делает рег и что от них требуется.

Да, конечно любой опыт хорошо. И вполне возможно, что полученный результат пригодится, но скорее в области отличной от коптеров.

Мне всегда было обидно за народ, который имея хорошее образование (познания) в какой-то области и не обладая умениями решать задачу в целом тратят зря время и силы. Когда можно было просто сделать первичный анализ и не проверять все решения подряд.
В данном случае напрашивается не понимание, что делает ПК в коптерах, а что делает рег и что от них требуется.

Интересно было бы узнать ваше понимание, что должен делать регулятор а что пк. А по мощности что не так?

в принципе пока еще есть смысл делат ьсамодельные регуляторы класса “высоковольтные”.
для 10 -15 банок липо.
подобные регуляторы могут быть востребованы в электротранспорте (электровелосипеды, электроскутеры мини-электромобили)
к примеру регулятор на 14 банок и 80 ампер стоит от 4тр за штуку

Это отдельно надо делать. То что есть не HV.

предыдущее решение на 2х платах ИМХО было более правильное …
на силовой плате можно использовать материал с толстой медной фольгой , а плате управления с тонкой … это сильно упростит и удешевит изготовление платы , даже если процессорная будет 4х слойной …
драйверы ключей и датчики тока можно вынести на процессорную плату , на силовой оставить только ключи и измерительные резисторы …

Возможно. Сложности тоже есть, громоздко получается. На больший ток я думаю да, нужно силовую часть на отдельную плату, которые можно было бы параллелить.

Интересно было бы узнать ваше понимание, что должен делать регулятор а что пк. А по мощности что не так?

Упрощенно для понимания.
ПК отвечает за удержание 3д позиции и перемещение в 3д координатах (перемещение можно даже считать производным удержания). И здесь ПК главный, а рег с ВМГ исполнители. Думать должен только ПК, а те исполнять.
Ну регу еще достается задача следить, чтоб мотор исполнял команду.
Что там с мощностью ПК сам разберется с помощью своих датчиков.
Все, что по мощности требуется, так это чтобы ее хватило у рега с ВМГ и желательно с запасом (и чем больше, тем лучше, конечно в рамках разумного).
Т.е. от рега требуется, чтобы он держал/менял обороты мотора по команде.
При работе на фиксированный винт мотор работает по винтовой характеристике. Это когда тяга (мощность) меняется при изменении оборотов. Естественно на разных скоростях она меняется, но ПК все равно будет сравнивать тягу через положение, так что знать истинную мощность ни к чему.
Отсюда следует, что чем точнее удержание оборотов регом, тем точнее удержание тяги (мощности) ВМГ. А значит ПК меньше работы на корректировку тяги. А так на сегодня ПК больше трудится, чтобы компенсировать неточный рег с помощью ПИДов. Совсем без контроля оборотов никто не делает, иначе ПК вообще не сможет работать. Но упрощать не всегда есть хорошо. Невозможно одну погрешность компенсировать точностью и скоростью в другом месте.
При работе по нагрузочной характеристике (с ВИШ) еще проще. Надо строго держать одни обороты как бы не менялась нагрузка.
Удержание позиции вала как у сервы это уже другая задача. И мешать все в одну кучу конечно можно, но все же стоит различать задачи.