Tricopter ma trzy zespoły napędowe rozmieszczone zwykle na ramie Y. Trzy niekolinearne wektory ciągu wystarczają do sterowania ciągiem zbiorczym, roll i pitch, ale nie dają wygodnej niezależnej kontroli yaw przez sam moment reakcyjny śmigieł. Dlatego tylny silnik jest zazwyczaj przechylany serwem: jego siła uzyskuje składową boczną, która obraca statek wokół osi pionowej.

Mechaniczny yaw jest jednocześnie zaletą i głównym źródłem trudności. Może zapewnić silny moment bez dużego różnicowania RPM, lecz wnosi serwo, przegub, luz, elastyczność, nieliniową geometrię i osobną domenę zasilania. Tricopter jest wartościową konstrukcją edukacyjną, ponieważ pokazuje różnicę między regulatorem, control allocation i fizycznym aktorem wyraźniej niż symetryczny quad.

Spis treści#

Geometria Y#

Dwa przednie silniki znajdują się na ramionach lewym i prawym, trzeci na ogonie. Ich pozycje tworzą trójkąt względem środka ciężkości. W zawisie suma ciągów równoważy ciężar, ale nie muszą być równe: tylne ramię może mieć inną długość, a bateria i kamera przesuwają CG.

Dla pionowych osi:

Σ T_i = mg

τ = Σ r_i × F_i

Roll powstaje głównie przez różnicę przednich ciągów, pitch przez zmianę przodu względem tyłu. Dokładny mikser uwzględnia wszystkie trzy pozycje.

Trzy punkty podparcia są minimalne dla niezależnych momentów roll/pitch przy jednokierunkowym ciągu. Utrata jednego silnika zwykle odbiera możliwość kontrolowanego lotu; tricopter nie ma redundancji napędowej.

Rama Y może być składana i lekka. Tylne ramię przenosi jednak silnik, serwo, przegub i przewody, więc jego masa oraz sztywność różnią się od przednich. Oś FC powinna odpowiadać rzeczywistej osi body, nie wizualnej linii jednego ramienia.

Dlaczego potrzebne jest serwo#

W quadzie dwa CW i dwa CCW równoważą moment reakcyjny; yaw uzyskuje się przez zwiększenie jednej pary i zmniejszenie drugiej. W tricopterze nieparzysta liczba rotorów utrudnia równowagę momentów przy identycznych napędach. Można próbować różnicować RPM, ale zakres yaw jest asymetryczny i sprzężony z thrust.

Przechylenie tylnego wirnika o kąt δ tworzy boczną składową:

F_y = T_tail sin δ

i pionową:

F_z = T_tail cos δ

Moment yaw zależy od ramienia ogonowego l:

τ_z,tilt ≈ l T_tail sin δ

Dla małych kątów sin δ ≈ δ, więc odpowiedź jest w przybliżeniu liniowa. Przy większych kątach zmniejsza się pionowa składowa i pojawia coupling.

Serwo daje moment yaw niezależny od znaku torque śmigła w większym zakresie. ArduPilot wskazuje, że kierunki rotacji nie są krytyczne dla podstawowego działania tricoptera, ale niekorzystny dobór zwiększa adverse yaw przy roll/pitch.[1]

Wektorowanie tylnego ciągu#

Najczęściej obracana jest oś silnika wokół osi zbliżonej do podłużnej ramienia. Wektor ciągu wychyla się lewo/prawo. Położenie przegubu powinno minimalizować niepożądane przesunięcie i obciążenie przewodów.

Rzeczywisty kąt nie jest liniową funkcją PWM, jeśli horn i link tworzą nieliniowy mechanizm. Dla bezpośredniego mocowania horn–pivot również występują:

  • offset neutral;
  • asymetryczne end stops;
  • spline quantization;
  • ugięcie;
  • deadband;
  • backlash.

Kalibracja powinna mierzyć kąt względem mikrosekund PWM w kilku punktach. Nie wystarcza 1000–2000 µs zapisane w datasheet serwa.

Przewody silnik–ESC muszą wytrzymać cykliczne zginanie albo ESC powinien być umieszczony na ruchomej części zgodnie z projektem. Przewód nie może generować sprężystego momentu zmieniającego neutral.

Coupling yaw i thrust#

Gdy ogon wychyla się, cos δ < 1, więc pionowy ciąg maleje. Autopilot powinien skompensować to zwiększeniem T_tail lub pozostałych motorów. Przy dużym yaw i wysokim throttle tylni napęd może osiągnąć maksimum.

Ponadto boczna siła nie tylko obraca statek. Jeśli jej linia nie przechodzi przez CG, daje yaw; równocześnie przyspiesza bokiem. Regulator position musi skorygować translację.

Moment reakcyjny tylnego śmigła nadal istnieje i dodaje się do tilt moment. Jego znak zależy od obrotu. Neutral serwa nie musi więc odpowiadać geometrycznemu 0° — niewielki tilt może kompensować sumę torque CW/CCW w zawisie.

Neutral zmienia się z throttle, jeśli moment reakcyjny rośnie jak RPM². Stała mechaniczna korekta jest kompromisem; regulator yaw dodaje dynamiczną poprawkę.

Duży kąt tilt zwiększa asymetrię pionowego authority. Desaturacja powinna chronić roll/pitch/thrust, ograniczając yaw przed utratą attitude.

Model alokacji#

Wektor aktorów może być zapisany jako:

a = [T_left, T_right, T_tail, δ]

Relacja do wrench jest nieliniowa przez T_tail sin δ i cos δ. Można:

  • linearyzować wokół neutral;
  • użyć miksera z osobnym kanałem yaw servo;
  • zastosować nonlinear allocator.

Dla małego δ:

τ_yaw ≈ l T_tail δ + Σ Q_i

Wzmocnienie yaw ∂τ/∂δ = l T_tail zależy od throttle. Ten sam ruch serwa daje mniejszy moment przy niskim thrust i większy w wysokim zawisie. Regulator o stałych gain ma zmienną roślinę.

Firmware może kompensować przez feedforward/scaling. Własna implementacja powinna sprawdzić gain scheduling. Nie można traktować serwa yaw jak klasycznego rudder fixed-wing, bo aerodynamiczna siła zależy od napędu.

Control allocation PX4 oddziela żądany wrench od geometrii, ale wsparcie konkretnego tricoptera i tilt actuator zależy od wersji. ArduPilot ma dedykowaną klasę Tricopter.[1][6]

Neutral i zakres#

Neutral to komenda dająca zerową średnią yaw rate w zawisie przy poprawnym attitude. Ustawia się ją po mechanicznym wycentrowaniu i sprawdzeniu zakresu.

Kolejność:

  1. odłączyć śmigła;
  2. ustawić midpoint servo;
  3. zamocować horn możliwie blisko 90°;
  4. wyregulować link do geometrycznego neutral;
  5. ustawić bezpieczne min/max przed stopem mechanicznym;
  6. potwierdzić kierunek komendy yaw;
  7. dopiero testować zawis.

Endpoint nie powinien dociskać serwa do stopu. Stall powoduje duży prąd, grzanie BEC i spadek napięcia. Zostawia się margines na ugięcie oraz tolerancję.

Zakres symetryczny PWM może dawać asymetryczny kąt. Lepsza jest kalibracja w stopniach lub odpowiednio różne limity.

Trim w locie nie może maskować przekrzywionej mechaniki. Duży stały output ogranicza zapas w jednym kierunku.

Dobór serwa#

Serwo yaw jest aktorem lotnym, nie akcesorium kamery. Kryteria:

  • moment dynamiczny przy napięciu;
  • prędkość s/60°;
  • deadband;
  • backlash;
  • łożyskowanie osi;
  • rodzaj przekładni;
  • napięcie i stall current;
  • sygnał/refresh rate;
  • temperatura;
  • masa;
  • odporność na wibracje.

Datasheet może podawać stall torque, który nie jest zalecanym momentem ciągłym. Projekt powinien pracować z marginesem. Serwo coreless/brushless i metal gear może być szybsze i trwalsze, ale metalowa przekładnia nadal ma luz i zużycie.

Przykładowe serwa przemysłowo-modelarskie publikują moment i prędkość dla kilku napięć; trzeba użyć wartości przy rzeczywistym BEC.[4]

Analogowe/digital servo mają różne zachowanie i częstotliwości. Output autopilota musi być zgodny.

Prędkość i bandwidth#

Jeśli serwo ma 0,1 s/60°, średnia prędkość bez obciążenia to około 600°/s, ale closed-loop bandwidth jest znacznie niższy. Obejmuje sensor pozycji, motor, gear i obciążenie aerodynamiczne.

Yaw rate loop nie może żądać zmian szybszych niż serwo. Zbyt wysoki D/gain powoduje oscylację, grzanie i szybkie zużycie. Opóźnienie fazowe zmniejsza margines stabilności.

Test step bez śmigieł daje czas mechaniczny, ale pod ciągiem obciążenie jest inne. Bezpieczna hamownia może mierzyć odpowiedź tilt przy reprezentatywnym thrust.

Refresh 50 Hz może wystarczyć standardowemu serwu; high-rate digital może obsługiwać więcej. Ustawienie zbyt wysokie dla serwa może powodować grzanie lub brak działania. Dokumentacja serwa i output banku jest nadrzędna.[2][3]

Nie należy używać deklarowanej prędkości bez sprawdzenia napięcia i zakresu ruchu.

Moment serwa#

Obciążenie serwa wynika z:

  • offsetu osi ciągu od pivot;
  • momentu kabli;
  • tarcia łożysk;
  • gyroscopic torque wirnika;
  • przyspieszenia mechanizmu;
  • aerodynamiki.

Jeśli linia ciągu jest odsunięta o e:

M_servo ≈ T_tail · e

Przy 20 N i 5 mm to 0,1 N·m, czyli około 1,02 kgf·cm, zanim dodamy dynamikę. Mały offset znacznie redukuje wymagany moment.

Gyroscopic torque rośnie z momentem pędu wirnika i prędkością zmiany osi. Szybki tilt dużego śmigła może obciążyć serwo bardziej niż statyka.

Horn radius zamienia moment na siłę linku. Zbyt długi horn daje zakres/prędkość, ale wymaga większego momentu; krótki daje mechaniczne przełożenie kosztem kąta.

Luz i histereza#

Backlash tworzy strefę, w której komenda zmienia kierunek, a wirnik jeszcze nie zmienia kąta. Regulator zwiększa output, po skasowaniu luzu mechanizm skacze i przekracza cel. Powstaje limit cycle yaw.

Objawy:

  • drżenie ogona;
  • różny neutral po ruchu z lewej/prawej;
  • wysoki D noise;
  • servo heating;
  • yaw oscillation mimo dobrych motorów;
  • kliknięcie przekładni.

Pomiar histerezy: powoli dojść do tych samych PWM z obu stron i zmierzyć kąt. Różnica jest mechanicznym deadband.

Elastyczny mount może działać podobnie do luzu, ale z siłą sprężystą. Analiza wideo high-speed i encoder na osi ułatwia rozróżnienie.

Zużycie zwiększa luz, dlatego serwo tilt ma interwał inspekcji. Crash bez złamania może skrzywić oś.

Mechanizm tilt#

Dobry mechanizm:

  • ma oś blisko linii ciągu;
  • używa dwóch łożysk zamiast horn jako łożyska;
  • przenosi thrust przez strukturę, nie wał serwa;
  • ma sztywny link bez binding;
  • chroni przewody;
  • ogranicza zakres mechanicznym stopem poza limitem software;
  • umożliwia kontrolę luzu;
  • nie może się rozłączyć po jednej luźnej śrubie.

Serwo powinno ustalać kąt, nie przenosić całego osiowego ciągu przez output spline. Dedykowany pivot zwiększa trwałość.

Przegub musi mieć low friction przy obciążeniu. Test na stole bez thrust może nie ujawnić binding.

Metal-on-metal wymaga zabezpieczenia śrub i kontroli. Klej do gwintów stosuje się zgodnie z materiałem; może uszkodzić tworzywo.

Mechanizm projektuje się tak, aby odłączenie linku prowadziło do możliwie neutralnego lub ograniczonego położenia, choć utrata yaw nadal jest poważna.

Kierunki obrotu śmigieł#

ArduPilot zaznacza, że dla podstawowego tricoptera kierunek tylnego serwa daje yaw, więc rotacje nie są absolutnie wymagane jak w quadzie. Jednak jeśli przednie obracają się w tę samą stronę, roll/pitch powodują adverse yaw i zmniejszają dynamic range.[1]

Praktycznie dobiera się CW/CCW, aby sumaryczny torque w zawisie był mały i coupling symetryczny. Dokładny diagram firmware jest nadrzędny.

Kierunek sprawdza się bez śmigieł, a śmigło dobiera do motoru. Tylne śmigło podczas tilt ma zmieniający się downwash względem ramienia; prowadzenie przewodów nie może wejść w tarczę.

Zmiana kierunku tylnego motoru zmienia znak reaction torque i neutral serwa. Po takiej zmianie wymagany jest retest yaw.

Napęd i śmigła#

Trzy motory przenoszą większy udział ciężaru niż w quadzie:

T_avg = mg/3

Rzeczywisty rozdział wynika z geometrii CG. Tylni napęd potrzebuje dodatkowego marginesu, bo podczas yaw jego pionowa składowa maleje.

Dobór powinien sprawdzić najgorszy δ:

T_vertical = T_tail cos δ

Przy 20° pozostaje około 94% pionowego ciągu, przy 30° około 86,6%. Różnica musi być skompensowana.

Duże śmigło poprawia sprawność, ale zwiększa moment pędu i obciążenie tilt. Tricopter ma więc trade-off między energią a bandwidth yaw.

Hamownia powinna mierzyć cały tylny zespół w kilku kątach, nie tylko silnik pionowy.

Zasilanie serwa#

Serwo nie powinno być zasilane z przypadkowego pinu 5 V FC, jeśli stall current przekracza regulator. Używa się BEC/servo rail o odpowiednim napięciu, prądzie i odporności na transient.[2][3][5]

Pomiar obejmuje:

  • idle current;
  • ruch bez obciążenia;
  • szybkie reversals;
  • obciążenie thrust;
  • stall/near-stall krótkotrwale na bezpiecznym stanowisku;
  • temperaturę BEC;
  • spadek napięcia FC.

Brownout serwa może wprowadzić reset i niekontrolowane położenie. Brownout BEC wspólnego z FC może wyłączyć cały autopilot. Preferuje się rozdzielenie/izolację zgodną z hardware.

Kondensator przy rail może ograniczyć transient, ale nie zastąpi właściwego BEC i przewodów. Nadmierna pojemność wpływa na inrush.

Ground sygnału musi mieć wspólne odniesienie. Pętla masy i zakłócenia PWM mogą wpływać na FC.

ESC i wyjścia#

Trzy ESC sterują thrust, czwarte wyjście steruje serwem. Output bank może mieć wspólną częstotliwość, więc nie zawsze można mieszać DShot i PWM servo na dowolnych pinach.

Mapowanie:

  • Motor 1–3 zgodnie z diagramem;
  • Motor Tilt/Tail Servo zgodnie z funkcją firmware;
  • protocol DShot/PWM dla ESC;
  • PWM rate właściwy dla serwa.

ArduPilot output functions rozróżnia motor outputs i funkcje serwa. Fizyczny pin jest konfigurowalny, ale funkcja oraz direction muszą być sprawdzone.[3]

ESC telemetry trzech napędów ułatwia RPM notch. Tylne drgania mogą zmieniać się z kątem, więc log powinien zawierać servo output.

Dynamika roll i pitch#

Roll głównie różnicuje przednie motory, ale tył również może uczestniczyć w allocation. Pitch zmienia sumę przodu względem tyłu. Nierówne długości ramion dają nierówne współczynniki.

Jeśli tylni napęd jest ciężki, moment bezwładności pitch rośnie. Rama Y może mieć różną stiffness w roll i pitch. Gain jednej osi nie powinien być automatycznie skopiowany.

W czasie yaw boczna składowa ogona może wywołać roll przez położenie pionowe pivot/CG. To cross coupling ujawnia log attitude.

CG poza płaszczyzną rotorów wpływa na pendulum coupling. Ciężka bateria pod ramą może obniżyć CG, ale nie zapewnia statycznej stabilności multirotora; kontroler nadal jest konieczny.

Dynamika yaw#

Plant yaw obejmuje:

servo command -> servo loop -> gear/link -> tilt angle -> lateral thrust -> yaw acceleration

Każdy etap ma delay i nonlinear. Dodatkowo gain zależy od T_tail. W niskim throttle yaw jest słabszy.

Feedforward może poprawić response, ale za duży powoduje overshoot. Integral kompensuje neutral torque, lecz windup przy endpoint jest ryzykowny. Anti-windup jest konieczny.

D-term reaguje na backlash i noise. Zwykle yaw D wymaga ostrożności. Strojenie zaczyna się od niskich gain i małych kroków.

Jeśli serwo oscyluje mechanicznie przy disarmed, problemem może być sygnał/rate lub potencjometr, nie PID lotny.

Konfiguracja ArduPilot#

ArduPilot ma dedykowany Tricopter i diagram motor order. Dokumentacja podaje też uwagę o rotacji przednich motorów oraz funkcji tail/nose servo.[1][3]

Proces:

  1. wybrać właściwą klasę/typ ramy;
  2. przypisać Motor 1–3;
  3. przypisać funkcję tilt servo;
  4. ustawić neutral i endpoints;
  5. ustawić direction;
  6. motor test bez śmigieł;
  7. sprawdzić reakcję serwa na yaw;
  8. ustawić output rate zgodny z serwem;
  9. pre-arm i krótki zawis;
  10. tune z logiem.

Kiedy nos statku obraca się w prawo, regulator musi wychylić ogon w kierunku generującym przeciwny moment. Test ręcznego przechyłu/obrotu wykonuje się disarmed i zgodnie z dokumentacją.

Parametry różnią się wersją. Nie kopiujemy konkretnego numeru SERVOx_FUNCTION bez sprawdzenia bieżącej tabeli.

PX4 i własna geometria#

PX4 Control Allocation modeluje pozycje i osie aktorów, ale standardowa obsługa tricoptera może zależeć od airframe i wersji. Trzeba sprawdzić, czy tilt servo jest reprezentowany przez wspierany actuator type, czy potrzebna jest własna geometria/module.[6]

Własny allocator musi obsłużyć nonlinear sin/cos. Prosta macierz linearized działa wokół neutral, ale duży zakres wymaga aktualizacji effectiveness zależnie od kąta i thrust.

Testy SITL powinny modelować:

  • servo rate limit;
  • latency;
  • backlash/deadband;
  • endpoint;
  • zmienny yaw gain;
  • awarię stuck servo.

Idealne serwo w symulatorze daje zbyt optymistyczny tune.

Procedura uruchomienia#

  1. zważyć i zmierzyć CG;
  2. sprawdzić trzy ramiona;
  3. zmierzyć luz mechanizmu tilt;
  4. zasilić serwo z właściwego BEC bez śmigieł;
  5. ustawić neutral/horn;
  6. ustawić endpoints z marginesem;
  7. sprawdzić trzy outputy motorów;
  8. sprawdzić CW/CCW;
  9. sprawdzić kierunek yaw servo;
  10. założyć śmigła;
  11. zawis krótki i niski w pustej strefie;
  12. natychmiast przeanalizować yaw, servo output, voltage i vibration.

Przed pierwszym lotem serwo wykonuje pełne ruchy przy działającym tylnym napędzie tylko na zabezpieczonym stanowisku. Należy sprawdzić, czy przewody nie ocierają.

Jeśli statek gwałtownie obraca się przy takeoff, przerwać, disarm i sprawdzić direction/mixer. Nie korygować dużym trim w locie.

Strojenie#

Najpierw mechanika i roll/pitch, potem yaw. Warunki wejścia:

  • brak luzu;
  • neutral blisko środka;
  • serwo bez grzania;
  • brak clipping;
  • napędy z zapasem;
  • stabilne napięcie.

Metoda yaw:

  1. małe komendy step;
  2. obserwacja rate response;
  3. zwiększanie P do dobrej odpowiedzi bez oscylacji;
  4. I do odrzucenia stałego torque;
  5. feedforward do command tracking;
  6. D tylko jeśli potrzebne i log czysty;
  7. test przy kilku throttle.

Tune w pustym zawisie może nie działać z payloadem i przy szybkim przelocie. Wymagana jest obwiednia.

Yaw endpoint/saturation musi być logowany. Jeśli output często osiąga limit, poprawić mechanikę/margines zamiast zwiększać gain.

Failure modes#

Usterka Skutek
motor/ESC utrata jednego z trzech punktów, zwykle niekontrolowana
servo stuck neutral ograniczony/brak yaw, możliwy obrót od torque
servo stuck endpoint duży stały yaw i utrata pionowego ciągu
link rozłączony niekontrolowany kąt zależny od mechaniki
gear backlash limit cycle i słaba kontrola
BEC brownout reset serwa, możliwy też FC jeśli wspólny
PWM loss failsafe pozycja zależna od serwa
przewód w śmigle katastrofalne uszkodzenie napędu

Tricopter nie powinien być reklamowany jako redundantny. Jego serwo jest single point of failure dla yaw, a trzy silniki dla thrust/attitude.

Failsafe serwa trzeba sprawdzić na ziemi: po utracie sygnału może hold-last, neutral lub wyłączyć torque. Każde zachowanie ma trade-off.

Zablokowane serwo przy dużym kącie może wymagać natychmiastowego lądowania. Autopilot może ograniczyć yaw target, ale nie usunie bocznej siły.

Diagnostyka logów#

Log:

  • yaw rate setpoint/actual;
  • yaw PID terms;
  • servo command;
  • motor outputs;
  • RPM;
  • rail voltage;
  • vibration;
  • attitude;
  • saturation.

Wzorce:

Oscylacja równa w obu kierunkach: za wysokie gain, delay lub elastyczność.

Inna odpowiedź lewo/prawo: asymetryczne endpoints, binding, torque śmigieł.

Neutral dryfuje z throttle: reaction torque/coupling lub słaby BEC.

Komenda zmienia się bez ruchu, potem skok: backlash/deadband.

Restart przy szybkiej zmianie yaw: stall current i brownout.

Drganie tylko przy określonym RPM: rezonans tylnego mechanizmu.

Kamera high-speed skierowana na marker osi może korelować rzeczywisty kąt z PWM. To rozdziela problem serwa od regulatora.

Kiedy tricopter ma sens#

Zalety:

  • mała liczba napędów;
  • mechanicznie silny yaw;
  • charakterystyczna dynamika;
  • mniejsza liczba ramion niż quad;
  • dobry projekt edukacyjny dla allocation/actuator;
  • możliwy duży obszar przedni dla kamery.

Wady:

  • brak motor redundancy;
  • single-point servo/mechanism;
  • większa obsługa;
  • luz i nieliniowość;
  • słabsza standaryzacja niż quad;
  • trudniejszy tune;
  • kabel ruchomy.

Quad jest zwykle prostszy, lżejszy i bardziej niezawodny dla typowego UAV. Tricopter wybiera się, gdy wektorowany yaw lub projekt badawczy daje konkretną korzyść, a nie dla samej oryginalności.

Typowe błędy#

Trzy silniki wystarczą, więc serwo jest dodatkiem. Serwo jest podstawowym aktorem yaw.

Stall torque to moment ciągły. Praca blisko stall przegrzewa serwo i BEC.

PWM 1500 µs zawsze oznacza 0°. Horn, spline i linkage zmieniają neutral.

Większy zakres serwa daje lepszy yaw. Duży tilt traci pionowy ciąg i saturuje napęd.

Szybkie serwo rozwiąże tune. Luz, delay i stiffness mogą dominować.

Serwo można zasilić z FC. Prąd impulsowy może wywołać brownout; potrzebny jest właściwy rail/BEC.

Kierunki motorów nie mają znaczenia. Mogą zwiększyć adverse yaw i zużyć zakres serwa.

Mechanizm działa bez thrust, więc jest dobry. Obciążenie wirnika ujawnia binding i ugięcie.

Tricopter lata po awarii silnika. Trzy punkty nie dają praktycznej redundancji napędowej.

Powiązane tematy#

Przypisy#

  1. ArduPilot Copter, „Connect ESCs and Motors”, diagram tricoptera, motor test i uwaga o kierunkach rotacji/adverse yaw.
  2. ArduPilot, „Servo”, podłączenie, update rate i sterowanie serwami.
  3. ArduPilot, „Autopilot Output Functions”, mapowanie funkcji motor/tilt servo na wyjścia.
  4. Hitec, „D954SW official specifications”, przykład zależności momentu i prędkości cyfrowego serwa od napięcia.
  5. Pololu, „Electrical characteristics of servos”, prąd, impulsy, zakres i ograniczenia zasilania serw modelarskich.
  6. PX4 Guide, „Control Allocation”, rozdzielenie regulatora od geometrii i alokacji aktorów.

Powiązane tematy

Jak działa quadrocopterZasada lotu quadrocoptera od siły pojedynczego wirnika po sterowanie roll, pitch, yaw i ciągiem zbiorczym.Hexacopter — zasada działaniaTechniczny opis hexacoptera: wytwarzanie ciągu i momentów przez sześć wirników, geometrie płaskie i coaxial Y6, macierz effectiveness, miksowanie i desaturacja, dobór napędu oraz baterii, rzeczywista sprawność i hałas, warunki lotu po awarii jednego zespołu, wspólne przyczyny awarii, budowa, konfiguracja PX4/ArduPilot i bezpieczny program testów.Dobór serw do UAVMetodyka doboru serwa od obciążenia aerodynamicznego i geometrii mechanizmu przez prędkość, luzy, prąd szczytowy i interfejs aż po próby pod obciążeniem.Dobór silnika do dronaMetoda doboru silnika oparta na masie, zapasie ciągu, napięciu, śmigle, danych z hamowni i ograniczeniach cieplnych.Dobór ESCESC jako przekształtnik mocy i element pętli wykonawczej: marginesy prądowe, chłodzenie, desync, DShot oraz telemetria RPM.Dobór śmigłaJak geometria śmigła zmienia ciąg, moment, prąd, hałas i sprawność oraz dlaczego dobiera się je razem z silnikiem i napięciem.BEC i przetwornice w UAVDobór i integracja przetwornic UAV: topologie, rzeczywisty bilans obciążenia, sprawność i temperatura, odpowiedź na skoki prądu, stabilność, EMI, redundancja oraz testy na stanowisku.Mikser i alokacja sterowaniaPrzejście od żądanego ciągu i momentów do komend silników oraz serw: geometria, znaki, macierz B, pseudoodwrotność, ograniczenia, priorytety osi i diagnostyka authority.Diagnostyka logów i wibracjiPraktyczny proces diagnostyczny: synchronizacja czasu, setpoint kontra measurement, widmo drgań, saturacja i rozróżnianie awarii mechanicznej od problemu regulatora.

Źródła z centralnego rejestru

  1. ArduPilot Copter: Connect ESCs and Motors — frame motor-order diagrams [dokumentacja projektu open source]
  2. ArduPilot: Servo — connection, update rate and control [dokumentacja projektu]
  3. ArduPilot: Autopilot Output Functions [dokumentacja projektu]
  4. Hitec D954SW — official specifications [dokumentacja producenta]
  5. Pololu: Electrical characteristics of servos and servo control interface [artykuł techniczny producenta]
  6. PX4 Guide: Control Allocation (Mixing) [dokumentacja projektu open source]