मेरे क्वाडकॉप्टर आउटपुट-सेंस-कैलकुलेशन-आउटपुट अपडेट लूप को स्थिर रहने के लिए किस आवृत्ति की आवश्यकता होती है?

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600 मिमी (2 फुट) मोटर-टू-मोटर क्वाडकॉप्टर के साथ, मेरे आउटपुट-सेंस-कैलकुलेशन-आउटपुट अपडेट लूप को किस आवृत्ति पर स्थिर रहने की आवश्यकता है?

मैं बहुत मोटे तौर पर 2 पाउंड (0.9 किग्रा) के कुल टेकऑफ़ वजन का अनुमान लगा रहा हूं, जो मुझे ज्यादातर मोटर और बैटरी होने की उम्मीद है।

stability quadcopter

— डेविड कैरी
स्रोत

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मुझे संदेह है कि केवल बहुत ही मोटे जवाब यहां संभव होंगे, क्योंकि कई चर हैं जो सिस्टम की प्रतिक्रिया को प्रभावित करेंगे। शायद देखें: मैं एक सर्वो नियंत्रक के लिए आवश्यक लूप आवृत्ति की गणना कैसे करूं?

— रॉकेटमैग्नेट

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जैसा कि रॉकेटमैग्नेट सुझाव देता है, आपको "आवश्यकता" किस आवृत्ति पर निर्भर करती है। आपके रोटर जितने अधिक संवेदनशील होंगे, आपका शिल्प मोटर कमांडों में यादृच्छिक स्पाइक्स के लिए उतना ही संवेदनशील होगा। ये यादृच्छिक स्पाइक्स शारीरिक खामियों के कारण शोर सेंसर रीडिंग के कारण हो सकते हैं, जिसका अर्थ है कि आपको अपने नियंत्रक लाभ को कम करने की आवश्यकता होगी, जिसका अर्थ है कि आपका क्वाड्रोटोर अधिक अस्थिर हो सकता है। कुछ अन्य कारकों में क्वाडरट्रेटर की घूर्णी जड़ता, प्रोपेलर्स ब्लेड पिच, द्रव्यमान के केंद्र का स्थान और मोटर-टू-मोटर दूरी शामिल हैं।

मैंने ATmega1280 पर चलने वाले मेरे 2 किलो के तिरंगे के लिए खरोंच से एक उड़ान नियंत्रक को प्रोग्राम किया और पाया कि:

50 हर्ट्ज: यह हवा में रहेगा लेकिन इसे नियंत्रित करना असंभव है।
100 हर्ट्ज: यह कम से कम तुरंत एक तरफ ढोने से बचना होगा।
200 हर्ट्ज: मैं इसे मंडराने पर घर के अंदर ढीला कर सकता हूं और यह एक स्थान पर कम या ज्यादा रहेगा।

यह ध्यान रखना रुचि का हो सकता है कि नियंत्रण आवृत्ति जितनी अधिक हो, आपके रोटर की जड़ताएं उतनी ही अधिक प्रभावी होती हैं, जो शारीरिक नमी होती है, जो IMU शोर को कम करने और उड़ान स्थिरता में सुधार करने में मदद करती है।

लेकिन अगर मुझे व्यक्तिगत अनुभव के आधार पर, इनडोर नेविगेशन के लिए उपयुक्त उस आकार के एक चतुर्भुज के लिए न्यूनतम उड़ान नियंत्रक अद्यतन आवृत्ति के लिए एक कठिन संख्या देनी थी ...

मैं 80 हर्ट्ज कहूंगा।

— yoos
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मुझे समझ नहीं आता कि आपने 80 हर्ट्ज का सुझाव क्यों दिया था जब आपको 200Hz का उपयोग एक बड़े शिल्प पर करना पड़ता था, यदि कुछ भी हो, जब सिस्टम छोटा होता है तो आपको तेज़ नमूनाकरण समय की आवश्यकता होती है क्योंकि प्राकृतिक आवृत्तियां अधिक होती हैं क्योंकि कम जड़ता होती है।

— गोंकालो ने

क्या 200 हर्ट्ज से ऊपर चलने का कोई लाभ है? मेरे पास एक प्रणाली है जो इस समय 2Khz पर चलती है, लेकिन कुछ अतिरिक्त वजन की कीमत पर।

— tuskiomi

(वाह यह एक पुराना धागा है, लेकिन) @goncaloluis मैंने 80Hz एक कठिन न्यूनतम के रूप में सुझाया। छोटे शिल्प के लिए तेज़ नमूना दर की आवश्यकता के बारे में आप पूरी तरह से सही हैं। :)

— जूं

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@tuskiomi एक निश्चित बिंदु पर .. आपके एप्लिकेशन और वांछित बैंडविड्थ को आपके आवश्यक नियंत्रण लूप आवृत्ति को चलाना चाहिए, लेकिन जैसा कि कई ने उल्लेख किया है, जड़ता अंततः सीमित कारक बन जाती है।

— जू

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50-200 हर्ट्ज काफी सामान्य है जैसा कि हम ओपन सोर्स प्रोजेक्ट्स में देख सकते हैं। आपको यह विचार करना होगा कि ज्यादातर मामलों में मोटर्स की निष्क्रियता और ईएससी के साथ संचार सीमित कारक है।

— user65
स्रोत

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@ शहबाज: "ओपन सोर्स" होने के कारण नियंत्रण लूप फ्रीक्वेंसी के हमारे ज्ञान पर असर पड़ता है। यदि यह खुला स्रोत नहीं है, तो हम आम तौर पर यह नहीं जानते हैं कि नियंत्रण लूप आवृत्ति क्या है।

— डेविड कैरी

पूरी तरह से सच नहीं है। क्लोज्ड-सोर्स फ्लाइट कंट्रोलर्स आमतौर पर अपनी कंट्रोल फ्रीक्वेंसी प्रकाशित करते हैं। उनमें से अधिकांश मानक इलेक्ट्रॉनिक गति नियंत्रकों (ईएससी) के साथ संगत बनाने के लिए 400 हर्ट्ज पर आउटपुट नियंत्रण करते हैं। उदाहरण के लिए लोकप्रिय डीजेआई वूकॉन्ग-एम: dji-innovations.com/tech-spec/wookong-m-sepc

— foobarbecue

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एक कठिन संख्या में सक्षम होने के लिए आपको एक गणितीय मॉडल अपने शिल्प का होना चाहिए और उसका विश्लेषण करना होगा। एक प्रणाली का एक मॉडल प्राप्त करने के लिए दो विकल्प हैं:

1) आप मुक्त शरीर आरेख के माध्यम से क्वाडकॉप्टर के गणितीय प्रतिनिधित्व के साथ आते हैं;

2) आप किसी भी नियंत्रण प्रणाली के बिना quadcopter का परीक्षण करने के लिए एक टमटम का निर्माण करते हैं और एक मॉडल को खोजने के लिए पहचान सिद्धांत का उपयोग करते हैं;

फिर आपको अपना मॉडल रैखिक करना होगा, एक क्वाडकॉप्टर स्वाभाविक रूप से गैर रेखीय है। सिस्टम का एक बायोड प्लॉट बनाएं, आपको जिस आवृत्ति की आवश्यकता है वह आपके सिस्टम की उच्चतम आवृत्ति से लगभग दोगुनी है।

यह इसे करने का "समर्थक" तरीका है। यदि आप इस सब से नहीं गुजरना चाहते हैं, तो एक मूल्य का उपयोग करें जैसे कि user65 और yoos ने क्या सुझाव दिया है (मेरी टिप्पणी yoos उत्तर पर पढ़ें) और इसे तब तक पुनरावृत्त करें जब तक आपको वह नहीं मिल जाता जो आप चाहते हैं। आप यह भी नहीं चाहते कि नमूना समय बहुत अधिक हो, क्योंकि जब नियंत्रण प्रणाली शोर का जवाब देती है तो आपको समस्याएँ होने लगती हैं।

— गोंकालो लूसन
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आपके प्रश्न का उत्तर केवल विशेष रूप से दिया जा सकता है यदि हमारे पास आपके सिस्टम के मॉडल पैरामीटर हैं। आपके प्रश्न का उत्तर देने के लिए सबसे अधिक रियायती दृष्टिकोण असतत समय में आपके सिस्टम के अत्यधिक nonlinear गतिशीलता का प्रतिनिधित्व करना होगा; फिर इस प्रतिनिधित्व का उपयोग करते हुए, अधिकतम चरण आकार जिसके लिए स्थिरता प्राप्त की जाती है, निर्धारित किया जा सकता है - यह अधिकतम मूल्य होगा जिसे आपका सिस्टम सफलतापूर्वक उपयोग कर सकता है। एक न्यूनतम कदम का आकार सिस्टम की गतिशीलता से नहीं, बल्कि उस हार्डवेयर द्वारा निर्धारित किया जाएगा, जिसका आप उपयोग कर रहे हैं - ओवररिंग इस मामले में मुझे क्या चिंतित करेगा।

— JSycamore
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