Arduino + con quay hồi chuyển / gia tốc kế == bộ điều khiển chuyến bay?

Tôi có thể sử dụng kết hợp mô-đun con quay / gia tốc Arduino Mega + MPU-6050 thay cho bộ điều khiển bay không? Có cái gì khác cần thiết?

Người ta nói rằng con quay / tăng tốc có thể được sử dụng để duy trì sự cân bằng của phương tiện bay. Làm thế nào đạt được điều này?

Có phải là một mô-đun con quay / tăng tốc được đọc với tốc độ cao hơn, gần giống như liên tục?

Tốt,

Nghe có vẻ hơi hạn chế.

Tôi giả định rằng một bộ điều khiển chuyến bay thực hiện tính toán chết bằng cách tích hợp gấp đôi gia tốc đo được. Và bởi vì tính toán này là tương đối và không tuyệt đối, các lỗi sẽ tổng hợp và bạn sẽ có một sự trôi dạt. Do đó, bạn phải giảm mọi nguồn lỗi. Một trong số đó là nhiễu lượng tử hóa do toán học điểm cố định. Tất nhiên bạn có thể sử dụng toán học dấu phẩy động chính xác cao. Nhưng nếu bạn nghĩ về số lượng tính toán cần thiết và thực tế là ATMega không có hỗ trợ điểm nổi, điều đó có vẻ khó khăn. Và nếu bạn muốn thêm GPS và thực hiện một số bộ lọc Kalman cho phản ứng tổng hợp cảm biến, chắc chắn sẽ quá khắt khe đối với MCU đó.

Để cụ thể hơn:

• Để duy trì sự cân bằng của một chiếc xe bay, bạn phải xác định các góc tương đối của chiếc xe của bạn. Điều này không thể đạt được bằng cách đọc đơn giản một đầu ra gia tốc vì gia tốc kế sẽ đo vectơ trọng lực VÀ gia tốc của xe bạn. Trong các hệ thống thực, con quay chính xác cao được sử dụng. Nhưng nó đắt tiền, cồng kềnh và không thực tế. Một cách rẻ hơn để làm điều này là sử dụng cảm biến con quay hồi chuyển. Nó nhỏ, dễ giao diện và giá rẻ. Đầu ra của con quay tốc độ là tín hiệu tỷ lệ thuận với tốc độ góc được đo bởi chip. Nếu bạn tích hợp tín hiệu này (tổng), bạn có vị trí góc của chip. Nghe tuyệt đấy. Nhưng vấn đề là sự trôi dạt. Bạn phải liên tục thêm các giá trị đo. Nhưng trong các hệ thống thực, giá trị đo được xác định bởi:

  $$measuredValue = measuredEffects + errors$$ Sau một số lần, ngay cả khi chiếc xe không di chuyển chút nào, các góc được thuật toán của bạn trả về sẽ khác biệt đáng kể so với vị trí thực của chiếc xe do thực tế là các lỗi cũng bị tổng hợp. Để tránh điều đó, bạn phải lấy mẫu cảm biến của mình ở tốc độ cao, giảm các nguồn tiếng ồn (đặc biệt là trong tính toán bằng cách sử dụng độ chính xác cao) và sử dụng thực tế là xe của bạn phải phẳng hầu hết thời gian và sử dụng nó để thử để hủy bỏ các bản thảo.

• Và có, bạn phải liên tục đọc sản lượng con quay hồi chuyển và tổng giá trị đọc. Nhưng những thứ liên tục không tồn tại trong một thế giới riêng biệt ... Do đó bạn phải làm điều đó với tốc độ cao. Tôi có các giá trị như 100Hz hoặc 1kHz trong tâm trí. Điều này phải được kiểm tra.

• Đối với việc điều khiển chính chiếc xe: Một khi bạn đã đo lường được thái độ, bạn có thể áp dụng điều khiển PID tiêu chuẩn. Nhưng điều đó không dễ dàng vì trục không phải là độc lập ...