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| Mitglied Registriert seit: May 2012 Beiträge: 195 | @loewe :
chapeau .. solide literaturbasis.
kennst du irgendwelche webseiten mit beschreibungen von flugversuchsaufbauten ?
also mehrere (arretierbare) achsen, nicht bloß eine wippe ? |
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| Mitglied Registriert seit: Mar 2008 Beiträge: 1753 Ort: CH | PID Tuning am Kopter, besteht aus 2 Stühlen und Postschnur. :-) Wie gesagt, weniger ist manchmal mehr. Schau Dir mal dieses Video an, ab der 4ten Minute wird es auch Praktisch, ist sehr Informativ.  « Bearbeitet von Loewe am 27.06.2012 10:18. » |
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| Mitglied Registriert seit: Jul 2011 Beiträge: 269 | @Loewe Erstaunlich, was Du alles für Literaturstellen kennst. Aber ich glaube den Doppelintegrator erst, wenn ich einen Versuchsaufbau sehe, wo die Motoren wegfliegen, weil die Winkelgeschwindigkeit immer weiter ansteigt.  @dollreiner Du gehst von konstantem Drehmoment aus, das ist aber nicht so. Wenn sich der Antrieb mit Strahlgeschwindigkeit durch die Luft bewegt, dann wird das Drehmoment null. Bezüglich Dimensionierung würde ich es mit matlab/simulink oder scilab/scicos simulieren. Das ist doch irgendwie anschaulicher als trockene Formeln. Edit: Sehe gerade, dass der 2. Link von Loewe nur PT1, PT1 und I als Strecke hat, also keinen Doppelintegrator. « Bearbeitet von Qopter am 27.06.2012 10:25. » |
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| Mitglied Registriert seit: Mar 2008 Beiträge: 1753 Ort: CH | Wie man bei den verschiedenen Links sieht Funktioniert vieles. Ich mag keine Theorie, meine Devise ist, mehr Praktische Tests. Stellt euch mal vor die Hummel wüsste das Sie Theoretisch nicht fliegen kann. :-) Ich selber habe bei meinen eigenen Regler auch nur einen I Anteil, aber dafür Variabel ausgeführt. Man sollte klein Anfangen, mit einem einfachen PD Regler. Die ganzen Dokumentationen hier im Thread reicht für einen sehr guten Flugregler. Wenn man die Logik dann auch verstanden hat, wird man sehr schnell eigene Ideen einfliessen lassen können, und das dann auch mit Spass weil man es versteht. So habe ich Hardwaremässig angefangen, ein kleiner Arduino, ein bisschen Vogelfutter für die 5 Volt, eine günstige IMU und ein Steckbrett. Das Teil war so ähnlich wie auf dem Foto auch schon in der Luft.  Natürlich benutze ich jetzt schöne Hardware zum Fliegen, ohne Steckbrett. :-) Es ist schon schön wenn man von A-Z alles selber gemacht hat, und es Funktioniert so gut das man ein Vergleich mit den teuersten Systemen nicht scheuen muss, was die Stabilität angeht, im Gegenteil! Bis das soweit ist braucht es aber viel Geduld und viel Zeit. Vor 2-4 Jahren gab es auch noch nicht so gute Dokumentationen im Netz wie heute. Manche Fragen lösen sich ganz von alleine wenn man mal ein bisschen Zeit fürs Recherchieren und Praktische Tests opfert. « Bearbeitet von Loewe am 28.06.2012 10:55. » |
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| Mitglied Registriert seit: Dec 2009 Beiträge: 42 | dollreiner meinte Bei meinem Komplementärfilter steuere ich dt per Interrupt, damit das verrechnen stimmt.
4ms reichen da locker.
Kommt auch immer darauf an wie schnell die IMU nachschaufelt.
Tiefpass, Hochpass, Gyro Integrieren in einer kleinen Formel:
..ich hab mal rumprobiert.
unklar ist mir ein wenig an der orginalveröffentlichung (pdf) :
angle = ( ..* angle + ...).
dann integriert das natürlich. ergibt also einen tiefpaß über alles, bei meinem versuchsaufbau viel (!) zu langsam zum regeln.
colton spricht von 100 hz, also dt = 0.01 sec. bei synchroner abtastung (sagen wir 100 hz) ergibt sich dt fest. wie meinst du da "steuere ich dt per interrupt" ??
Hallo ich habe zu der Wiederholung der schleife mal eine kleine Frage Ich benutze kein Interrupt um die Zeit zu bestimmen ( damit habe ich keine guten erfahrungen gemacht ) ich werte nach jedem Schleifendurchlauf die Zeitdifferenz aus hier bin ich so bei 16 MS sprich von 4 MS oder sogar 1 MS WEIT entfernt. Mir ist klar das je schnell die schleife abläuft ich auch schneller meine sensorwerte abtasten kann und das zieht dann einen Rattenschwanz hinter sich her. Aber wo muss man die Grenze ( pie mal Daumen ) ziehen das man noch eine Vernünftige Flugstabilität gewährleisten kann |
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| Mitglied Registriert seit: May 2012 Beiträge: 195 | theoretische antwort (ich weiß, da redet sichs leicht ..) :
aus der rechnung eines mechanikmodells und aus ersten messungen für ein bodediagramm krieg ich raus, daß schon vor 10 hz an den motoren am ausgang (=winkelbewegung der copterachse) nicht mehr viel los ist.
irgendwo hab ich gelesen, daß eine software irgendeiner fh bei 20 hz begrenzt, um nicht unnötig energie in effektlose motorströme zu stecken.
also : 100 hz (0.01 sec.) scheinen locker (!) zu reichen für die lageregelung.
allerdings sollten die imho schon stabil anliegen, weil sonst jede dimensionierung fraglich wird.
problem : die antialiasing-filter auf der flightcontrol sind denke ich für 250 hz ausgelegt ... |
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| Mitglied Registriert seit: Jul 2011 Beiträge: 269 | @Ratzfatz
Mit 16ms sollte es noch gut funktionieren, aber man darf nicht mehr die Agilität wie bei 2ms Zyklus erwarten.
Grundsätzlich gilt: Je länger die Totzeit, desto langsamer muss der Regelkreis dimensioniert werden und irgendwann wird es unfliegbar.
@dollreiner
Hast dich schon mit PT1 angefreundet oder bleibst bei Doppelintegrator? |
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| Mitglied Registriert seit: May 2012 Beiträge: 195 | @Qopter : pt1 ? witzbold. strecke mit ausgleich ?? rechne doch mal, die mechanik ist eigentlich simpel. http://www.guido-moser.de/pdf/Studium/Physik/PH_02_Drehbewegung.pdfoder : http://schule.mallinckrodt-gymnasium.de/physik/formel.pdf (seite 8 ) (was wäre dann deiner meinung nach z.b. ein spindelantrieb ? ist ja auch integrierend, obwohl der ziemlich schnell den anschlag erreicht. also it1 ...) ansonsten : bodediagramm zur stabilitätsbetrachtung macht schwierigkeiten. als offener kreis ist die wippe kaum zu beherrschen, von 1 hz bis 5 hz hab ich mal versucht zu messen.... |
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| Mitglied Registriert seit: Jul 2011 Beiträge: 269 | dollreiner meinte
Nochmal, es ist keine gleichmäßig beschleunigte Drehbewegung. Das Drehmoment ist nicht konstant. Der Propeller liefert nur im Stand den Standschub, deshalb heißt er auch so. Bewegt sich der Antrieb durch die Luft, dann wird der Schub geringer. Bei der Strahlgeschwindigkeit ist der Schub und damit das Drehmoment null. Das ist vergleichbar mit einem Elektromotor, der hat bei Drehzahl null auch das höchste Drehmoment und bei Leerlaufdrehzahl auch kein Drehmoment mehr. Der Elektromotor wird auch nicht als Integrator modelliert sondern als PT1. Zudem kommt dann noch der Luftwiderstand und die Präzession als zusätzliche Dämpfung hinzu. Ich komme deshalb für die Modellbildung der gesamten Strecke, wie in dem Video, auf PT1 + PT1 + I. So falsch kann es nicht sein, denn der Kopter fliegt. Aber ich will dich zu nichts zwingen, Du kannst es von mir aus auch mit einem Doppelintegrator probieren. Bin gespannt, ob es klappt. Zitat (was wäre dann deiner meinung nach z.b. ein spindelantrieb ? ist ja auch integrierend, obwohl der ziemlich schnell den anschlag erreicht. also it1 ...)
Ein Spindelantrieb ist von der Modellbildung her nichts anderes als ein normaler Antrieb. Oder glaubst Du durch die Spindel kommt ein weiterer Integrator ins Spiel? Zitat ansonsten : bodediagramm zur stabilitätsbetrachtung macht schwierigkeiten. als offener kreis ist die wippe kaum zu beherrschen, von 1 hz bis 5 hz hab ich mal versucht zu messen....
Zeig mal dein Bodediagramm und deine Messungen. |
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| Mitglied Registriert seit: May 2012 Beiträge: 195 | ich will ja nicht starrköpfig wirken ... die momenterzeugung durch die beiden motoren (einer mehr schub, der andere weniger) wirkt imho neutralisierend auf die von dir beschriebenen effekte. also so gemeint : klar, der eine motor dreht in strahlrichtung rein, theoretisch nimmt der schub also ab. der andere dreht aber genau entgegengesetzt, also "strahlverstärkend" ! allgemein sind die winkelgeschwindigkeiten eh so niedrig, daß ich von durch drehung unbeeinflußtem schub ausgegangen bin für den zustand des schwebens im gleichgewicht.
wie stell ich hier ein bild rein ? dann zeig ich dir die schöne parabel als sprungantwort ... ;-)
egal, jedenfalls nette diskussion ! .. mein problem ist (da wäre mit pt schon lieber !!), daß ich keine einstellregeln für i2t-strecken finde. mein studium ist schon so lange her, und grundlagenbücher schwächeln da. |
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| Mitglied Registriert seit: Jul 2011 Beiträge: 269 | dollreiner meinte wie stell ich hier ein bild rein ? dann zeig ich dir die schöne parabel als sprungantwort ... ;-)
http://forum.mikrokopter.de/topic-1284.html |
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| Mitglied Registriert seit: May 2012 Beiträge: 195 | sprungantwort : http://www.reinerdoll.desprung ist zeitbegrenzt um die mechanik nicht über gebühr zu ärgern (anschlag). klar zu sehen ist die parabel im winkelanstieg. daraus können dann evtl. sogar einstellparameter für pid gewonnen werden, dazu dann aber noch genauere messungen mit höherer auflösung .. « Bearbeitet von dollreiner am 03.07.2012 09:06. » |
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| Mitglied Registriert seit: May 2007 Beiträge: 1319 Ort: Zuerich | Loewe meinte Natürlich benutze ich jetzt schöne Hardware zum Fliegen, ohne Steckbrett. :-) Es ist schon schön wenn man von A-Z alles selber gemacht hat, und es Funktioniert so gut das man ein Vergleich mit den teuersten Systemen nicht scheuen muss, was die Stabilität angeht, im Gegenteil! Bis das soweit ist braucht es aber viel Geduld und viel Zeit. Vor 2-4 Jahren gab es auch noch nicht so gute Dokumentationen im Netz wie heute. Manche Fragen lösen sich ganz von alleine wenn man mal ein bisschen Zeit fürs Recherchieren und Praktische Tests opfert.
Yep, das kann ich nur bestaetigen. Bei uns sah das so aus: HW-0.01 Selber machen ist Trumpf... Gruss! - Amir |
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| Mitglied Registriert seit: Jul 2011 Beiträge: 269 | dollreiner meinte sprung ist zeitbegrenzt um die mechanik nicht über gebühr zu ärgern (anschlag).
300ms ist zu kurz um was zu erkennen. Die Winkelgeschwindigkeit wäre sowieso aussagekräftiger. dollreiner meinte ich will ja nicht starrköpfig wirken ... die momenterzeugung durch die beiden motoren (einer mehr schub, der andere weniger) wirkt imho neutralisierend auf die von dir beschriebenen effekte. also so gemeint : klar, der eine motor dreht in strahlrichtung rein, theoretisch nimmt der schub also ab. der andere dreht aber genau entgegengesetzt, also "strahlverstärkend" ! allgemein sind die winkelgeschwindigkeiten eh so niedrig, daß ich von durch drehung unbeeinflußtem schub ausgegangen bin für den zustand des schwebens im gleichgewicht.
Die Strahlgeschwindigkeiten sind bei unseren Koptern nicht so hoch, dass man da was vernachlässigen kann. Nur als Beispiel: Mein Kopter hat im Schwebeflug eine Strahlgeschwindigkeit von 24km/h. Aber machen wir doch einfach ein gedankliches Experiment. Die Mechanik ist eigentlich simpel, wie Du selbst schon geschrieben hast.  Mein Quadro-Kopter wiegt 800 Gramm. Im Schwebeflug hat also jeder Propeller 200 Gramm zu stemmen. Der Standschub ist also 200 Gramm. Dabei ist die Strahlgeschwindigkeit 24km/h. Um sich ein vereinfachtes Bild über die Abhängigkeit Schub zu Geschwindigkeit zu machen, kann man sich ein Diagramm zeichnen. Auf der vertikalen Achse trägt man den Schub auf und auf der horizontalen Achse die Geschwindigkeit. Dann trägt man die 2 bekannten Punkte Standschub und Strahlgeschwindigkeit ein. Den Standschub bei Schub = 200gr und Geschwindigkeit = 0km/h. Die Strahlgeschwindigkeit bei Geschwindigkeit = 24km/h und Schub = 0. Dann verbindet man die beiden Punkte mit einer Geraden. So kann man grob die Abhängigkeit Schub zu Geschwindigkeit bestimmen. Jetzt lassen wir den Kopter kippen, indem wir 2 gegenüberliegende Motoren unterschiedlich ansteuern. Den einen mit weniger Gas, so dass er 10% weniger Schub (also 180gr) liefert. Den anderen Motor mit mehr Gas, so dass der 220gr Schub liefert. Der Differenzschub ist nun 40 gr. Der Koppter fängt an zu kippen. Meine Frage nun: Bei welcher Drehgeschwindigkeit sind beide Schübe wieder gleich? Oder gibt es gar keinen Ausgleich? |
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| Mitglied Registriert seit: May 2012 Beiträge: 195 | mein blickwinkel (aber bitte versteh mich richtig, es geht ja nur um den spaß hier !) :
24 km/h sind 6.7 m/s
wenn der copter in einer sekunde 45° gekippt wird, sind das (bei 800mm achslänge wie bei mir) grob 0.3 m/s am
umfang, also an den motoren.
-> das sind nicht mal 5%, wieso sollte ich das nicht vernachlässigen ? |
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| Mitglied Registriert seit: Jul 2011 Beiträge: 269 | Wenn Du Spaß daran hast, mich zu veräppeln, dann ist jetzt Schluss mit lustig. Kannst allein weiter wursteln.
Du hast nichts verstanden! Oder? |
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| Mitglied Registriert seit: May 2012 Beiträge: 195 | sorry, hast mich falsch verstanden, ich meinte doch nur, daß es "sportlich", gedacht ist.. jede meinung ist ok.
wir machen das hier doch alle zum spaß, oder ?
hab schon kapiert, daß die drehbewegung in den schub eingeht, aber 5% sind eben vernachlässigbar.
weitergedacht müßte der copter mit ner winkelgeschwindigkeit von rund 2.5 umdrehungen pro sekunde (!) rotieren, wenn die umfangsgeschwindigkeit den schub aufheben soll. |
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| Mitglied Registriert seit: Jul 2011 Beiträge: 269 | dollreiner meinte hab schon kapiert, daß die drehbewegung in den schub eingeht, aber 5% sind eben vernachlässigbar.
weitergedacht müßte der copter mit ner winkelgeschwindigkeit von rund 2.5 umdrehungen pro sekunde (!) rotieren, wenn die umfangsgeschwindigkeit den schub aufheben soll.
Nix hast Du kapiert. Du machst dir scheinbar nichtmal die Mühe meine Vorschläge durch zu arbeiten oder zu recherchieren. Der Ausgleich kommt schon sehr viel früher als Du denkst. Und weil es einen Ausgleich gibt, ist es bei der Modellbildung auch kein Integrator. Bei einem Integrator würde nämlich die Geschwindigkeit immer weiter anwachsen. Das widerspricht doch jeder Logik. Das ist mir jetzt zu mühsam mit Dir. Vielleicht findet sich ein anderer, der dir weiter hilft. |
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| Mitglied Registriert seit: Oct 2009 Beiträge: 50 | Zitat Nix hast du kapiert
nice... ich verstehe gar nicht warum du dich so aufregst er antwortet doch exakt auf deinen einwand. Zitat gibt es eine rueckfuehrung?
ja, aber er haelt sie fuehr verna chlaessigbar schwach. waere schoen wenn du dich doch nochmal dazu herablassen wurdest uns zu erklaren warum die strecke nicht integrierend ist. gruesse, kounst |
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| Mitglied Registriert seit: May 2012 Beiträge: 195 | tut mir leid wenn ich dich geärgert habe. wie es halt so ist in der technik ... es gibt verschiedene wege. laß uns locker bleiben, das hier ist freizeit, es geht doch um nix... wenn ich mit höher auflösenden messungen fertig bin, dokumentiere ich noch mal, um auch die übereinstimmung mit der modellrechnung zu sehen. bin gespannt, ist ja fast wie in der experimentalphysik hier. « Bearbeitet von dollreiner am 04.07.2012 08:57. » |
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| Mitglied Registriert seit: Jul 2011 Beiträge: 269 | Bis jetzt sehe ich es noch locker, aber ich höre vorher auf, bevor ich mich richtig ärgere. Meine Sprache ist vielleicht etwas direkt und unverblümt.
Ich erwarte einfach eine Mitarbeit, wenn man schon ein Problem gelöst haben will. Wenn man aber kategorisch Vorschläge ablehnt und auf die Bitte Bodediagramm rein zu stellen oder Sprungantwort mit Winkelgeschwindigkeit zu erstellen, gar nicht reagiert, dann signalisiert das mir, dass es doch nicht so wichtig ist. Dann mach ich mir aber auch nicht die Mühe.
Ist es denn wirklich so schwierig in meinem obigen Beispiel die Bahngeschwindigkeit auszurechnen. Die Lösung von dollreiner ist übrigens falsch. Wenn man sich das Diagramm aufzeichnet, ist es doch nicht so schwer.
Gibt es denn außer dollreiner und kounst sonst noch Jemanden, der Interesse an diesem Thema hat? |
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| Mitglied Registriert seit: May 2012 Beiträge: 195 | damit wir beim pid-parametern (ist ja thema dieses threads) überhaupt auf der selben basis reden, stelle ich mal einen regelkreis zur diskussion : http://www.reinerdoll.debesonderheit wäre, daß man beim d-zweig auf den eingangsvergleicher verzichtet, weil zwar d_phi/dt praktischerweise am gyro eh schon vorhanden ist, aber im sollwert eben nicht. wacklige begründung : die sollwertänderungen sind so langsam, daß sie nach hochpaß (=differenzierer) eh vernachläsigbar wären. autsch... @qopter : geduld, mr.bode kommt noch... gibts noch andere regelansätze ? macht hier keiner fuzzycontrol?? |
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| Mitglied Registriert seit: Oct 2009 Beiträge: 50 | der regler sieht irgendwie abstrus aus.. du addierst den istwert der drehrate mit winkelfehler P und I?!
als png könnte man auch den text lesen...
gruß,
kounst |
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| Mitglied Registriert seit: May 2012 Beiträge: 195 | der pid-regler addiert linear (p-teil) integriert (i-teil) und differenziert (d-teil).
die drehrate, also die winkelgeschwindigkeit, ist ja die ableitung des winkels nach der zeit .. also genau der d-teil.
.. eben mit dem nachteil, daß jetzt dafür kein sollwert vorhanden ist.
da weiß ich jetzt zu wenig über coptersteuerung : ist es nötig, die winkelgeschwindigkeit, mit der der copter in die wunschlage dreht, zu regeln, oder nicht. ich nehme hier an, daß es egal ist, wie das ding die solllage einnimmt, hauptsache der zielwinkel stimmt und die überschwinger sind klein. |
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| Mitglied Registriert seit: Oct 2009 Beiträge: 50 | ok, du hast natürlich recht. Das ist quasi ja ein standart pid. Mein Fehler. Den D-Teil nur vom Sensor signal zu verwenden ist ja auch durchaus üblich. (Bei PID Reglern im allgemeinen. Wie sich das beim Quadcopter macht weiß ich nicht.) Wollte ich tatsächlich auch mal bei meinem Kopter ausprobieren.
Aber für den komplementär Filter wirst du das Gyro signal noch integrieren müssen.. |
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