四轴的平衡控制，以及前进倒退的原理是什么，请大神指教

zhengfengran

刚开始玩四轴，做了8年硬件工程师，对四轴的硬件比较了解，但是对软件控制方面比较陌生，自己刚刚开始自己制作四轴。

有两个疑问，

第一，四周靠加速度和陀螺仪保持平衡，而飞行的时候需要保持一个倾斜的角度才能飞，那这个时候自动校正程序岂不是要自动把四轴拉到平衡位置，这样不就不能前进和倒退了吗？是不是平衡程序里可以导进去飞行时的角度？是不是倾斜的角度越大，前进或倒退的速度越大？

第二，用加速度和陀螺仪传感器的数据怎么才能控制到平衡呢？我怎么感觉只用陀螺仪就行了，加速度是不是没必要用呀？

请各位大神不吝赐教，本人硬件功夫不错，有兴趣可以好好交流！

agnd

1: 物体状态的改变需要力，这力来自旋翼。简单4轴旋翼轴的方向是固定的，改变飞行方向才只能整体可控的倾斜一下。
   物体是有惯性的，维持匀速运动并不需要力。因此在没空气阻力的情况下，倾斜一下有了速度就可以放平了。但有空气阻力，速度减了，就要再倾斜一下，依此循环。倾斜维持的时间和角度都影响加速度的大小。控制速度要根据遥控着的意愿调节，简单4轴是人脑控制通过眼睛传感手操遥控器再到4轴接收执行的一个“大”闭环控制回路，这就要操纵者的经验。

js200300953

也是在搞四轴，目标是设定姿态轨迹飞行。

看来很热闹啊。

agnd

2：在经典的飞控中，加计和陀螺组成捷联惯导系统，按一定算法解算出飞行器的姿态和速度，从而为自驾提供控制依据。
但现在的航模模型如神马瓢虫之类，为省成本都是如1所说把人脑纳入整个控制系统的简化控制系统，因此可能只要简单的3轴陀螺如ITG3205，省掉加计。它并没完成完整的姿态矩阵解算，而要人去判断到底速度多快和歪了多少赶快通过遥控器去修正。因此，那些简单玩具你想把遥控器关了让它自己在那悬停一会貌似是不可能的。

up101

agnd 发表于 2012-6-28 22:34
1: 物体状态的改变需要力，这力来自旋翼。简单4轴旋翼轴的方向是固定的，改变飞行方向才只能整体可控的倾斜 ...

尔掌上四轴layout出来了没？

agnd

一个真正非玩具的4轴，应该做成这样：
  遥控器一关，它悬停在现在状态一动不动，用电风扇吹它一下，它立即有反应抗拒把它吹走。先做成这样了，再说别的，否则就还是玩具。
要做到这点，需要它有一个强大的飞控系统，至少除了实时测出自身姿态和三维速度外，还要测得实时的质心位置。因此，除了加计陀螺外，还要有GPS或其它定位测速装置、激光或其它测高装置。最好4个桨的转速也实际测出纳入控制环路而不是现在的用神马电调的开环控制。

agnd

我和LZ一样，也刚开始玩4轴，准备做一个非玩具的试试。现在也刚刚起步，惭愧惭愧。

agnd

up101 发表于 2012-6-28 22:49
尔掌上四轴layout出来了没？

PCB板画好了，正准备打样。只是那中间空的地方觉得太可惜了，想填点别的东西拼个板，就没发。
另最近工作忙老出差，耽误了啊

zhengfengran

agnd 发表于 2012-6-28 22:34
1: 物体状态的改变需要力，这力来自旋翼。简单4轴旋翼轴的方向是固定的，改变飞行方向才只能整体可控的倾斜 ...

非常感谢，貌似有点明白了，呵呵，软件编程对我来说是弱项

up101

agnd 发表于 2012-6-28 23:41
PCB板画好了，正准备打样。只是那中间空的地方觉得太可惜了，想填点别的东西拼个板，就没发。
另最近工作 ...

没什么放的就做成洞洞板

红枫玉

其实你的理解有一点点的错误，并不是通过陀螺仪和加速度计计算出来的角度来保持平衡，而是把这些传感器计算出来的角度当成是负反馈的数据，以picth和roll的pwm信号作为“水平面”，有了负反馈就可以用pid算法，将飞行器的姿态角调整至“水平面”；比如当前pitch值为1600，若1600这个数值对应的俯仰角为30度，则算法会以俯仰角30度为水平面进行pid负反馈调整。

红枫玉

此时飞行器就会往前方飞行，当pitch撤回1500，则对应的俯仰角为0度，此时又以0度为水平。

okARM

agnd 发表于 2012-6-28 23:15
我和LZ一样，也刚开始玩4轴，准备做一个非玩具的试试。现在也刚刚起步，惭愧惭愧。 ...

玩具和非玩具是对立的吗？真期待你的大作