RC Quadrotor helikopter (20 / 37 steg)
Steg 15: Kontroll principen
En är där accelerometern ignoreras, och du styr helikopterns vinkelformig hastighet med styrspaken. Detta är hänvisade till som "aerobatic" läge. I är läge, kodens jobb att snurra helikoptern när du vill att den och stoppa den från att snurra när du inte. Fördelen med detta läge är att du kan utföra stunts som volter och fat rullar.
Det andra läget är där accelerometern används med gyro sensoren för att beräkna den quadcopter nuvarande vinkel med avseende på marken. Du kontrollera vinkeln på quadcopter i stället. Så i det här läget bör om du släppa joysticken, quadcopter hålla på en övergripande nivå. Om du flyttar joysticken till en icke-center plats, kommer att quadcopter snurra till en vinkel, och sedan bo på det meta (och flytta eftersom det är blåser luft i en vinkel istället för rakt ner). Detta läge är hänvisade till som "stabil" eller "attityd" läge. Detta läge kräver en accelerometer att arbeta, och inte tillåter dig att utföra vänder och rullar (eftersom din styrspak inte gör 360 graders rotationer).
För att beräkna den quadcopter nuvarande vinkel, läses vinkelformig hastighet med hjälp av gyro sensor. Vinkelformig hastighet multiplicerat med tid är lika med mängden rotation under den tiden. Det finns en hel del fel i denna process på grund av avdrift och buller i gyro-sensor. För att detta fel är accelerometern används för att mäta gravitationskraften, som blandas in i beräkningen. För mer information om detta, se:
- Filtret balans
- Kalman-Filter
- Riktning cosinus matris, relaterade till http://en.wikipedia.org/wiki/Rotation_representation_%28mathematics%29
- AHRS, attityd och rubriken referenssystem
Flight kontrollern använder denna information tillsammans med en PID-regulator att kontrollera motorerna. PID betyder "Proportionell, Integral, derivat". Finns dessa länkar:
- PID-regulator
- http://www.Engin.umich.edu/Group/CTM/PID/PID.html
- http://electronicdesign.com/article/analog-and-mixed-signal/What-s-all-this-p-i-d-stuff-Anyhow-6131.aspx
För att förstå begreppet "P", Tänk du försöker att parkera en bil. Om du är långt borta från parkeringplats, kör du fast mot platsen. När du kommer närmare, bör du sakta ner. Om du kör över linjen, du måste vända (och därmed din hastighet är negativ). Hastighet = avstånd till plats * "P" i detta fall.
För att förstå "I" benämner, Tänk du försöker att parkera bilen utan bilen är knuten till ett rep som inte låter dig nå plats. Du fortsätta att försöka hårdare och hårdare tills repet snaps. Motor varvtal = jag kalla * integrerad av avståndet att upptäcka under denna tid.
Att förstå begreppet "D", säger du gått 10 meter mot din plats, eftersom du vet att du gjort framsteg, du borde sakta ner lite. Hastighet = skillnaden mellan position * D sikt.
Tänk dig nu i stället för en parkering plats och bil, du använda denna PID-regulator för att få din quadcopter från en vinkel till en annan vinkel genom att justera skillnaden i den rotorn snurrar hastighet. Genom tuning värdena för PID villkoren, kan vi få flyg styrenheten att göra stora justeringar och små justeringar, att hålla quadcopter stabil under flygning.