有了600毫米(2英尺)的电动机到电动机的四轴飞行器,我的输出检测计算输出更新回路需要保持哪个频率稳定?大约2磅(0.9千克),
我希望主要是电动机和电池。

评论

我怀疑这里只有非常粗略的答案,因为有很多变量会影响系统的响应。也许看到:如何计算伺服控制器所需的回路频率?

#1 楼

正如Rocketmagnet所建议的那样,您“需要”的频率取决于很多因素。您的转子响应性越强,您的飞行器对电动机命令中随机峰值的敏感性就越高。这些随机的尖峰可能是由于物理缺陷导致的传感器读数嘈杂引起的,这意味着您需要降低控制器的增益,从而可能意味着四旋翼转子可能变得更加不稳定。其他一些因素包括四旋翼的转动惯量,螺旋桨的桨距,质量中心的位置以及电动机到电动机的距离。

我从头开始为飞行控制器编程,我的2公斤三角飞行器在ATmega1280上运行时发现:50 Hz:它将停留在空中,但几乎无法控制。
100 Hz:它将至少要避免立即倾斜到一侧。
200 Hz:我可以让它在室内的悬停油门上松动,它或多或少会停留在一个点上。

请注意,控制频率越高,作为物理阻尼器的转子惯性就越有效,这有助于消除IMU噪声并改善飞行稳定性。飞行控制器根据个人经验更新适合室内导航的四旋翼飞机的频率...

我想说80 Hz。

评论


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我不明白为什么在较大的飞行器上必须使用200Hz时建议使用80Hz,如果系统较小则建议使用80Hz,因为固有频率较高,因此惯性较小,因此需要更快的采样时间。
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– goncalo路易斯
2014年10月29日在9:46

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在200 Hz以上运行有什么好处?我目前有一个以2Khz运行的系统,但是要付出一些额外的重量。
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–tuskiomi
17年5月5日在20:15

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(哇,这是一个旧线程,但是)@goncaloluis我建议将80Hz设为最低要求。对于较小的飞行器,需要更快的采样率是完全正确的。 :)
$ \ endgroup $
– yoos
17年7月7日在15:22

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@tuskiomi在某种程度上,您的应用和所需的带宽应驱动所需的控制环路频率,但是正如许多人所指出的那样,惯性最终成为限制因素。
$ \ endgroup $
– yoos
17年7月7日在15:26

#2 楼

正如我们在开源项目中看到的那样,50-200Hz非常正常。您必须考虑到,在大多数情况下,电动机的惯性以及与ESC的通信是限制因素。

评论


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@Shahbaz:“开源”会影响我们对控制回路频率的了解。如果不是开源的,我们通常不知道控制回路的频率是多少。
$ \ endgroup $
–大卫·卡里(David Cary)
2012年10月31日13:17

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不完全正确。闭源飞行控制器通常会发布其控制频率​​。它们中的大多数以400hz的速度输出控制,以使其与标准电子速度控制器(ESC)兼容。例如。流行的DJI Wookong-M:dji-innovations.com/tech-spec/wookong-m-sepc
$ \ endgroup $
–foobarbecue
13年7月10日在15:21

#3 楼

为了获得一个硬数字,您需要对您的工艺进行数学建模并对其进行分析。获取系统模型有两种选择:

1)您可以通过自由体图得出四轴飞行器的数学表示;

2)您可以建立一个gig可以在没有任何控制系统的情况下测试四轴飞行器,并使用识别理论来找到模型;

然后必须线性化模型,四轴飞行器本质上是非线性的。绘制系统的波德图,您所需的频率大约是系统最高频率的两倍。

这是“ pro”方法。如果您不想经历所有这些,请使用user65和yoos建议的值(请阅读我对yoos答案的评论)并进行迭代,直到获得所需的内容。您也不希望采样时间过长,因为当控制系统对噪声作出响应时,您会开始遇到问题。

#4 楼

仅当我们具有您的系统的模型参数时,才能专门回答您的问题。回答问题的最原则的方法是在离散时间内表示系统的高度非线性动力学。然后使用此表示法,可以确定实现稳定性的最大步长-这将是系统可以成功使用的最大值。最小步长不是由系统动态决定的,而是由您所使用的硬件决定的。