Tần số nào mà vòng lặp cập nhật đầu ra quad-Sense-tính toán-đầu ra của tôi cần ổn định?


20

Với một quad quad động cơ-mô-tơ 600 mm (2 feet), vòng lặp cập nhật đầu ra-tính-cảm-tính-đầu ra của tôi cần duy trì ổn định?

Tôi đang ước tính tổng trọng lượng cất cánh khoảng 2 pound (0,9 kg), mà tôi dự kiến ​​chủ yếu là động cơ và pin.


1
Tôi nghi ngờ rằng chỉ có câu trả lời rất thô thiển mới có thể có ở đây, vì có nhiều biến số sẽ ảnh hưởng đến phản ứng của hệ thống. Có lẽ xem: Làm cách nào để tính tần số vòng lặp cần thiết cho bộ điều khiển servo?
Rocketmagnet

Câu trả lời:


17

Như Rocketmagnet gợi ý, tần suất bạn "cần" sẽ phụ thuộc vào rất nhiều thứ. Các cánh quạt của bạn càng phản ứng nhanh, thủ công của bạn sẽ càng nhạy hơn với các đột biến ngẫu nhiên trong các lệnh động cơ. Những đột biến ngẫu nhiên này có thể được gây ra bởi các số đọc cảm biến nhiễu gây ra bởi các khiếm khuyết vật lý, điều đó có nghĩa là bạn sẽ cần phải giảm mức tăng bộ điều khiển, điều này có thể có nghĩa là tứ giác của bạn có thể trở nên không ổn định hơn. Một số yếu tố khác bao gồm quán tính quay của tứ giác, cường độ cánh quạt của cánh quạt, vị trí của tâm khối lượng và khoảng cách từ động cơ đến động cơ.

Tôi đã lập trình một bộ điều khiển bay từ đầu cho chiếc trbest nặng 2 kg của mình chạy trên ATmega1280 và thấy rằng:

  • 50 Hz: Nó sẽ ở trong không khí nhưng không thể kiểm soát được.
  • 100 Hz: Ít nhất nó sẽ tránh ngay lập tức nghiêng sang một bên.
  • 200 Hz: Tôi có thể thả lỏng trong nhà khi điều khiển di chuột và nó sẽ ở lại ít nhiều tại một điểm.

Có thể cần lưu ý rằng tần số điều khiển càng cao, quán tính cánh quạt của bạn càng trở nên hiệu quả hơn khi làm giảm chấn vật lý, giúp vô hiệu hóa tiếng ồn IMU và cải thiện độ ổn định của chuyến bay.

Nhưng nếu tôi đưa ra một số cứng cho tần số cập nhật bộ điều khiển chuyến bay tối thiểu cho một tứ giác có kích thước đó phù hợp với điều hướng trong nhà, dựa trên kinh nghiệm cá nhân ...

Tôi muốn nói 80 ​​Hz.


1
Tôi không hiểu tại sao bạn đề xuất 80Hz khi bạn phải sử dụng 200Hz cho một máy lớn hơn nhiều, nếu bất cứ điều gì khi hệ thống nhỏ hơn, bạn cần thời gian lấy mẫu nhanh hơn vì tần số tự nhiên cao hơn vì có quán tính ít hơn.
goncalo luis

Có bất kỳ lợi ích nào khi chạy trên 200 Hz? Tôi có một hệ thống chạy ở tốc độ 2Khz vào lúc này, nhưng với chi phí tăng thêm.
tuskiomi

(Wow đây là một chủ đề cũ, nhưng) @goncaloluis Tôi đã đề xuất 80Hz là mức tối thiểu cứng. Bạn hoàn toàn đúng khi cần tốc độ lấy mẫu nhanh hơn cho tàu nhỏ hơn. :)
yoos

1
@tuskiomi Đến một điểm nào đó .. Ứng dụng và băng thông mong muốn của bạn sẽ điều khiển tần số vòng điều khiển cần thiết của bạn, nhưng như nhiều người đã lưu ý, quán tính cuối cùng trở thành yếu tố giới hạn.
yoos

2

50-200Hz là khá bình thường như chúng ta có thể thấy trong các dự án nguồn mở. Bạn phải xem xét rằng trong hầu hết các trường hợp, quán tính của động cơ và giao tiếp với ESC là yếu tố hạn chế.


2
@Shahbaz: Là "nguồn mở" ảnh hưởng đến kiến ​​thức của chúng tôi về tần số vòng điều khiển. Nếu nó không phải là nguồn mở, chúng ta thường không biết tần số của vòng điều khiển là gì.
David Cary

Không hoàn toàn đúng. Bộ điều khiển chuyến bay nguồn đóng thường xuất bản tần số điều khiển của chúng. Hầu hết trong số họ kiểm soát đầu ra ở 400hz để làm cho chúng tương thích với các bộ điều khiển tốc độ điện tử tiêu chuẩn (ESC). Ví dụ: DJI Wookong-M nổi tiếng: dji-innovations.com/tech-spec/wookong-m-sepc
foobarbiru

1

Để có thể đến một số khó, bạn sẽ cần phải có một mô hình toán học thủ công của bạn và phân tích nó. Có hai tùy chọn để có được một mô hình của một hệ thống:

1) Bạn đưa ra một biểu diễn toán học của quad quad thông qua các sơ đồ cơ thể tự do;

2) Bạn xây dựng một hợp đồng biểu diễn để kiểm tra quad quad mà không cần bất kỳ hệ thống điều khiển nào và sử dụng lý thuyết nhận dạng để tìm mô hình;

Sau đó, bạn sẽ phải tuyến tính hóa mô hình của mình, một quad quad vốn dĩ không phải là tuyến tính. Tạo một biểu đồ bode của hệ thống, tần số bạn cần là khoảng gấp đôi tần số cao nhất của hệ thống của bạn.

Đây là cách "pro" để làm điều đó. Nếu bạn không muốn trải qua tất cả điều này, hãy sử dụng một giá trị như những gì người dùng65 và yoos đã đề xuất (đọc nhận xét của tôi về câu trả lời của yoos) và lặp lại cho đến khi bạn nhận được những gì bạn muốn. Bạn cũng không muốn thời gian mẫu quá cao, vì bạn sẽ bắt đầu gặp vấn đề khi hệ thống điều khiển phản hồi với tiếng ồn.


1

Câu hỏi của bạn chỉ có thể được trả lời cụ thể nếu chúng tôi có các tham số mô hình của hệ thống của bạn. Cách tiếp cận nguyên tắc nhất để trả lời câu hỏi của bạn sẽ là đại diện cho tính năng động phi tuyến tính cao của hệ thống của bạn trong thời gian riêng biệt; sau đó sử dụng biểu diễn này, có thể xác định kích thước bước tối đa để đạt được độ ổn định - đây sẽ là giá trị tối đa mà hệ thống của bạn có thể sử dụng thành công. Kích thước bước tối thiểu sẽ được xác định không phải bởi tính năng động của hệ thống, mà bởi phần cứng mà bạn đang sử dụng - quá cao là điều khiến tôi lo lắng trong trường hợp này.

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.