Please use this identifier to cite or link to this item:
http://elar.khnu.km.ua/jspui/handle/123456789/9272

Можете відсканувати цей QR-код телефоном( програмою "Сканер QR-кодів" ) для збереження.

Title: Особенности определения параметров PID регулятора для прошивок БПЛА
Other Titles: Features of determining the PID regulator parameters for UAV firmware
Authors: Мясищев, Александр Анатольевич
Ленков, С.В.
Комарова, Л.А.
Селюков, А.В.
Myasischev, A.A
Lienkov, S.V.
Komarova, L.O.
Selyukov, A.V.
Keywords: OMNIBUSF4V3;PID-регулятор;INAV;GPS приемник;AIR MODE;STM32F4;HMC5883L;NEO6MV2;MPU6000;PID controller;GPS receiver
Issue Date: 2019
Publisher: Військовий інститут Київського національного університету імені Тараса Шевченка
Citation: Особенности определения параметров PID регулятора для прошивок БПЛА / С. В. Ленков, А. А. Мясищев, Л. А. Комарова, А. В. Селюков // Збірник наукових праць Військового інституту Київського національного університету імені Тараса Шевченка. – Київ : Вид-во ВІКНУ, 2019. – № 66. – С. 43–53.
Abstract: В работе рассматривается практическая возможность настройки параметров PID регулятора для семейства прошивок cleanflight беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) роторного типа и с неподвижным крылом во время полета. Показано, что для этого необходимо использование аппаратуры радиоуправления с минимальным количеством каналов равным восьми. Разработан беспилотный летательный аппарат (БПЛА) на базе полетного контроллера OMNIBUSF4V3 с встроенным гироскопом и акселерометром, барометром/высотомером BMP280. Разработана схема подключения 3-х осевого компаса HMC5883L по шине I2C и GPS приемника u-blox NEO-6M к порту контроллера UART6. В качестве прошивки использована INAV ver.2.2.1, поддерживающая навигационные функции. Спроектированный квадрокоптер(БПЛА) способен выполнять следующие полетные режимы: ANGLE - автоматическое выравнивание крена и тангажа с контролем угла горизонта, заданное значение которого не может превышаться, чем достигается устойчивый полет. Здесь задействованы гироскоп и акселерометр для удержания горизонта. NAV ALTHOLD - удержание высоты. Здесь использован барометр, который способствует удержанию высоты по давлению воздуха. NAV POSHOLD - выполняется удержание позиции. Использует GPS. NAV RTH (Return To Home) — возврат домой, в точку взлета. NAV WP - полет по заданной траектории, которая аппроксимирована путевыми точками. В этом случае в конфигураторе накладываются на выбранную карту местности путевые точки с такими параметрами, как высота, скорость ее пролета. Для малых оборотов моторов показана возможность использования режима AIR MODE для увеличения эффективности работы PID регулятора. Показана возможность использования программы STM32 Flash loader demonstrator в качестве программатора для прошивки полетного контроллера OMNIBUSF4V3 любой прошивкой семейства Cleanflight. Установлено, что для настройки параметров P, I, D возможно использование трехпозиционного переключателя на одном из каналов управления и переменного резистора на другом канале. Если отградуировать резистор на три положения можно выполнить регулировку трех параметров, а на пять положений - 5 параметров. Рассмотрен вопрос настройки устойчивости полета коптера. При резком увеличении дроссельной заслонки возможен завал коптера в одну из сторон и его падение. Установлено, что для предотвращения этого необходимо использование одинаково подобранных ESC регуляторов, моторов и правильная настойка PID параметров в частности по YAW.
The paper considers the practical possibility of tuning the PID controller parameters for the cleanflight firmware family of unmanned aerial vehicles (UAVs) of a rotor type and with a fixed wing during flight. It is shown that this requires the use of radio control equipment with a minimum number of channels equal to eight. An unmanned aerial vehicle (UAV) has been developed based on the OMNIBUSF4V3 flight controller with a built-in gyroscope and accelerometer, BMP280 barometer / altimeter. The scheme of connecting the 3-axis compass HMC5883L via the I2C bus and the GPS receiver u-blox NEO-6M to the controller port UART6 is developed. The firmware used is INAV ver.2.2.1, which supports navigation functions. The designed quadrocopter (UAV) is capable of performing the following flight modes: ANGLE - automatic roll and pitch alignment with horizon angle control, the set value of which cannot be exceeded, thereby achieving stable flight. A gyroscope and an accelerometer are used here to hold the horizon. NAV ALTHOLD - hold height. A barometer is used here, which helps to maintain altitude by air pressure. NAV POSHOLD - a position is being held. Uses GPS. NAV RTH (Return To Home) - return home to the take-off point. NAV WP - flight along a given path, which is approximated by waypoints. In this case, waypoints with such parameters as altitude and its flight speed are superimposed on the selected terrain map in the configurator. For low engine speeds, the possibility of using the AIR MODE mode to increase the efficiency of the PID controller is shown. The possibility of using the program STM32 Flash loader demonstrator as a programmer for flashing the flight controller OMNIBUSF4V3 with any Cleanflight family firmware is shown. It was found that for setting the parameters P, I, D it is possible to use a three-position switch on one of the control channels and a variable resistor on the other channel. If the resistor is calibrated to three positions, three parameters can be adjusted, and five parameters to five positions. The issue of tuning the flight stability of the copter is considered. With a sharp increase in the throttle, a crash of the copter in one of the sides and its fall is possible. It was established that in order to prevent this, it is necessary to use identically selected ESC controllers, motors and the correct setting of PID parameters, in particular according to YAW
URI: http://elar.khnu.km.ua/jspui/handle/123456789/9272
UDC: 004.522
metadata.dc.type: Стаття
Appears in Collections:Кафедра телекомунікацій та радіотехніки

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
275_1971355855-43-53.pdf736,75 kBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.