Создание собственной системы стабилизации
Снял пару видосов
Супер
Но!! если коптер висит на месте, курс уплывает и начинаются небольшие гуляния, в процессе гуляний, курс корректируется снова.
Я так понимаю, это в безветренную погоду. А если есть ветер, который вносит дрейф?
Без разницы в какую погоду, для данного UKF главное, чтобы было движение, тогда показания будут качественными. Ветер - это внешнее возмущение, и его отработка зависит от пидов удержания.
на вид хорошо держится,
а где подробнее почитать про ваш софт и хард?
UKF - взяли от автоквада, остльное свое-арду-прочее? проц? сенсоры?
Хард - STM32f407VGT6 - оценочная плата Discovery, вообще в планах сделать порт по F4BY, не зря ж его покупал, но времени не хватает.
датчики - MPU6500, MS5611, HMC5883L, Ublox M8N.
Ну еще датчики тока на каждый движок - ACS712ELCTR-30A-T, общий ток - ACS756SCA-100B. Датчик напряжения - просто резистивный делитель. Это скорее так, для исследований.
Дополнительно стоит ардуина на один из каналов приемника, отключает и включает по щелчку тумблера пульта всю силовую часть на коптере, в качестве ключа - 3 P-канальных MOSFETа - вот эта штука меня много раз спасала.
В пульт через приемник Frsky шлется телеметрия (спутники, напряжение, состояние и тд).
Для логирования SD-карта по SPI работает через библиотеку FATfs.
Двиги - 750 KV, регули - HobbyWing 40 A. Частота PWM 490 Гц.
Вся плата стоит на резиновых демпферах.
По софту - всем заправляет FreeRTOS, приоритет ядра выше приоритета прерываний.
Вертятся основные две задачи - Control (где все пиды, микшер, конечный автомат) и UKF (один общий для ориентации и положения)
Также куча маленьких задач по обработке данных с датчиков, сбору буфера логов.
Система работает примерно так: есть некая задача запроса данных, либо по внешнему прерыванию, либо по таймеру - происходит запрос данных с датчиков. Спустя какое то время происходит прерывание соответсвующего интерфейса (SPI, I2C), в котором выдается семафор. Соответсвующая задача обработки ловит этот семафор и обрабывает данные, выдает семафор для логов или другой обработки. Потом все происходит заново. Следует все общие переменные отгараживать мьютексами, а общие с прерываниями переменные защищать критическими секциями.
С микшером есть некоторые проблемы - пока все в нормальном режиме - все ок,. НО если происходит насыщение по ЯВУ, то происходит конкуренция угловых пидов и пида высоты, из-за чего коптер теряет устойчивость. Смотрел код ARducopera, ничего не понял, больно наворочено, но наверное у них такой проблемы нет.
Для ДУСа стоит внутренний фильтр на 41 Гц, для акселя - 20 Гц. К слову все измеряют вибрации акселя, но это скорее косвенный показатель, потому как он не влияет на управление. Одним из паразитных свойств ДУСа явялеся восприимчивость к ускорениям, и чем меньше восприимчивость, тем качественее ДУС. У MPU ДУС воспринимает эти вибрации, из-за чего они прямиком попадают в ПИД, из-за чего сильно ухудшается устойчивоть, поэтому надо ставить датчик на демпфер, НО если иметь хороший ДУС, то плату можно жестко ставить на раму.
Еще одно замечание - на улице барометр гонит какую-то ерунду, а если есть порывы ветра, то полагаться на него вообще бессмысленно, можт это у меня такой барометтр. Естестно я его укрыл паралоном и защитил от солнца. Поэтому в основном полагаюсь на высоту по GPS - она довольно качественная.
Красный график - это высота используемая в ПИДе, белый - по барометру, зеленый - по ЖПС
5611 баро бывают дефектные, попробуйте заменить,
в арду баро используется для долгосрочной, медленной коррекции высоты, кратковременый показатель - проекция акселей на нормаль
но скорее всего у вас так и сделано, иначе бы у вас не держал высоту т.к. данные жпс не настолько точны чтобы давать сантиметровую точность
С микшером есть некоторые проблемы - пока все в нормальном режиме - все ок,. НО если происходит насыщение по ЯВУ, то происходит конкуренция угловых пидов и пида высоты, из-за чего коптер теряет устойчивость. Смотрел код ARducopera, ничего не понял, больно наворочено, но наверное у них такой проблемы нет.
в принципе если проблема только с превышением по яву - то тут просто можно лимитировать яв воздействие некоторой константой.
в современных арду микшерах есть приоритеты стабильность по горизонту- стабильность по высоте - стабильность по яву
тоесть если для обеспечения стабилизации по ролу и питчу не хватает диапазона пвм одного из моторов то на исправления проблем с явом отводится только разница между требуемым пвм мотора и максимально допустимым значением
к примеру калибровка регулей 1000-2000
пусть для стабилизации газ-рол-питч выходит на 1 мотор нужно 1900
для стабизации яв на 1 мотор требуется +200
но 2000 - 1900 = 100 это то что остается яву
уменьшать расчет ява только на 1 канал нельзя т.к. это отразится на стабильности по рол-питчу, поэтому лимитируют яв на все каналы пропорционально
немного упрощенная модель управления моторами в арду у трикоптера, там нет так называемого “стабилити патча” который усложняет чтение кода,
если интересно - гляньте
Спасибо! как раз такого объяснения не хватало, посмотрю на код с этой позиции.
в качестве ключа - 3 P-канальных MOSFETа
Нельзя ли поподробней про эту фишку. (схемку бы, или на словах…)
Красный график - это высота используемая в ПИДе, белый - по барометру,
Да, барометр че то шумит не по детски, (может наводки какие…) , у меня реальный шум после фильтрации простым калманом сантиметров ~10 - 15…
шум барометра проявляется при резких наклонах, при активном маневрировании и сильных порывах ветра, если просто зависнуть, то барометр нормально показывает, не знаю как у людей что то на барометре летает, но при порывах ветра, показания скачут на 2-3 метра, даже с маленькой коррекцией от баро, коптер плохо летает. Может реально барометр битый.
вот схема откл/вкл силовой части
вот схема откл/вкл силовой части
посмотрите на микросхему btc555 хороший ключ, дешево и посто
Спасибо, но в продаже я его не нашел, кроме Чип и Дипа за 520 р. 3 IRF4905 обойдутся дешевле. К тому же, тут есть небольшая особенность, что надо коммутировать именно питание (+), так как если коммутировать (-), на управляющем выводе ардуины окажется все напряжение аккума. N - канал не оч подходит из-за неполного открытия, не хотелось проверять, поэтому сразу поставил P-канальный мосфет.
но в продаже я его не нашел, кроме Чип и Дипа за 520 р.
вот 388р за 2 штуки с учетом пересылки ru.aliexpress.com/item/…/32694229975.html
если кому нужно , могу насыпать жменьку китайских BTS555 за шапку сухарей … 2 раза пытался купить у китайцев , и оба раза так и не смог заставить их работать … так и валяются до сих пор …
теперь покупаю только официально , с документами , и соответственно дорого …
Хард - STM32f407VGT6 - оценочная плата Discovery, вообще в планах сделать порт по F4BY, не зря ж его покупал, но времени не хватает.
Илья, а небыло каких либо мыслей применить RaspberryPi для сей задачи ? Я время от времени достаю свою с полки пробую разные идеи в этом направлении… и забрасываю обратно по разным причинам… Очередной “приступ” её использовать недавно был кстати… идея сама по себе заманчивая и перспективная…
(хотелось бы обменяться мнениями на этот счет…)
Есть мысли применить stm32f7 и дополнить UKF еще и данными с камер, предварительно обработанными ПЛИС, но это новая тема для меня, мб потом разберусь. Но в планах полюбому задействовать, что то помощнее Ф4. RaspberryPi у меня нет, я особо не вдавался в подробности работы с ней. А она может под ОСРВ работать? Я так понял проблема писать мозжечок коптера под мощным процом заключается в прямом доступе к перефферии и в поддержке ОСРВ. Или вы хотите мозжечок оставить на Ф4, а остальное, не требующее реального времени, отдать RaspberryPi?
Есть мысли применить stm32f7
у меня пока лежит 746-й до зимы наверно 😦 до чего дошли руки - это залить u-boot линуксовый и потыркаться в консоль )))
Или вы хотите мозжечок оставить на Ф4, а остальное, не требующее реального времени, отдать RaspberryPi
Как вариант, да… (и видимо, он самый реальный). Основная мотивация - наличие мощного видеоядра (люблю я FPV,а OSD на LM1881 уже задолбало своими косяками), ну и конечно неоспоримые плюсы - “человеческий” звук, wi-fi, высокоуровневый питон… и т.д. и т.п.
у меня пока лежит 746-й
А в чем фишка этого проца ? посмотрел, не понял,…
Хард - STM32f407VGT6 - оценочная плата Discovery, вообще в планах сделать порт по F4BY, не зря ж его покупал, но времени не хватает.
Могу вывалить свои исходники низов Ф4БЫ, можешь оттуда надергать или взять как есть.
Система работает примерно так: есть некая задача запроса данных, либо по внешнему прерыванию, либо по таймеру - происходит запрос данных с датчиков. Спустя какое то время происходит прерывание соответсвующего интерфейса (SPI, I2C), в котором выдается семафор. Соответсвующая задача обработки ловит этот семафор и обрабывает данные, выдает семафор для логов или другой обработки.
У меня все обработки в прерываниях.
и UKF (один общий для ориентации и положения)
Сам написал? Что там лианеризируется?
НО если происходит насыщение по ЯВУ, то происходит конкуренция угловых пидов и пида высоты, из-за чего коптер теряет устойчивость.
У меня микшер взвешивающий, т.е. курсовой шим в максимуме вывалит в канал моторв в 2 раза меньше.
Напишу как я про “классную” квадратную шину: приехала мне плата бракованая, пока чисто ось крутится вроде все хорошо как только запускаешь арду - ну тут как-то ещё пол беды, коннектится через УСБ через раз, но стоит откалибровать компас и перегрузить, мало того что настройки “слетают” ну на самом деле не “слетают” а практически недоступны, проц такое ощущение сбрасывает частоту. Менял я и компас и фрам и проц - ничего не дало, а оказалось всё прозаично просто, баро тупил и не отпускал scl ( у слейва есть такая привилегия) и все - все хитромудрые алгоритмы коту под хвост!
в основном полагаюсь на высоту по GPS - она довольно качественная.
Насколько качественная ? Я разные модули пытал (EB-500,EB-270,SIM68,SIRFIII), скачки по высоте в лучшем случае 10-15 метров, проявляются с частотой в несколько секунд…
Менял я и компас и фрам и проц - ничего не дало
понимаю, бывает ())… я вот тоже недавно спалил свой “супер контроллер”, подав 12 вольт на вход АЦП, пришлось перепаивать (на ЛУТ плате) стоногий F407…(😃)
про “классную” квадратную шину
мораль: при планировании новых контроллеров надо отказываться от использования I2C в пользу SPI
благо у всех сенсоров включая HMC5983 и ms5611 она есть