ПО для автопилотов-ликбез

Версия 19:35, 3 марта 2023

ПО для автопилотов-----автор Книжников ВВ

Существует множество полётных контролеров для БПЛА разных фирм производителей со своим оригинальным ПО! все узкозаточенные АП разрабатывались профи в своей области применения-----например для крылатых дронов очень хороша " Фэй-тек", для мультикоптеров " Тарот" и "Ди-джи-ай" и ПО писали спецы понимающие особенности САУ для конкретного вида ла !!! Но сейчас стали очень популярны ПО с открытым кодом типа " Ардупилот" для всех видов роботов , " Бетафлай" для спортивных квадрокоптеров и "Айнав" для самолётов!

Так как оболочки писали программисты-любители, то каждые придумывали свои термины далёкие от общепринятых понятий из авиации и САУ!!! Например графическую оболочку настройки автопилота как только не называют и "мишен-плэнер" и "ассистент" и "конфигуратор"----- хотя по сути это одно и тоже! В каждом ПО существует множество настроек и миксов, но тем не менее существуют всего четыре основных режима управления дроном------

первый это ручной или "RC" или "manual" или "acro" или "sport"-----

второй это удержание горизонта или "2d" или "atti " или "Angel"----

третий это сохранение дрона при потери связи "fail-safe" или "возврат домой" по ЖПС или " аварийная  автопосадка" при разряде акку-----

четвертый это движение по запрограммированному маршруту опираясь на точки  ЖПС и 3Д карты или полная "автономка" !!!

есть ещё специфические типа "зависания" это ЖПС удержание точки и высоты или глубины , объезд препятствий, сопровождение цели типа "следуй за мной", групповой полёт "рой" и другие!!!

Миксы нужны для правильного управления ла со своей оригинальной аэродинамической схемой типа---мультикоптер или крылатый дрон, где по разному 
расположены аэрорули и ВМГ  и он имеют свои особенности подключения рулевых машинок и регуляторов хода их совместная работа----обычно для 
выбора   схемы микширования команд указаны графические картинки !!!

Прошивка----- это загрузочная программа емкостью от сотен Кбайт и до несколько десятков Мбайт для управления аппаратной части автопилота стандартными протоколами связи через порты уарт АЦП и ЦАП----например

ру приёмник -----"РРМ", цифровые"Sbus" и другие

сервоприводы и регуляторы хода----"РWМ" и цифровые "multishot" и другие

светодиодное освещение и мигание, звуковая"пищалка"

настройка видеопередатчика и камеры и телеметрии-----Тх через "ОSD"

ЖПС приёмник----"nmеа" , " ublox"и другие

лидар и уз-радар---Rх

для каждого полётника существует своя версия оригинальной прошивки указанная производителем и зависит от архитектуры ЧИПА !!!

конфигуратор "бетафлай" имеет русскоязычную инструкцию и удобна в пользовании!!! правда она слишком перенасыщена непонятными терминами,коэффициентами и функциями и что бы в ней полностью разобраться нужно много времени и внимания----поэтому есть библиотека рекомендованных преднастроек под конкретный сетап дрона!!!

вот мои мытарства в течении одной недели-----имеется конфигуратор "бетафлай 10.9.0" и полетный контроллер "iFlight SucceX-E F722 V1.4" с прошивкой 4.3.0-----можно ли заставить этот полётник работать на лк или самолёт----типа вместо выходов четырех моторов сделать выходы на 3 серво по аэро рулям и одну э-ВМГ? в последнем конфигураторе 10.9 там такая есть возможность, но у меня почему то на выходе нет сигналов "РWМ" на серво , есть только на 1 мотор-----я проверил осцилографом ---- это программная проблема!!!

фишка в том что при активации режима самолёт или лк----полётник видит серво и графически меняет уровень "РWМ" от акселей и через приёмник с ру-пульта, а на выходе по нулям ,хотя там на шине ВМГ аж 8 каналов есть для октокоптера!!!

Можно выдавать на все моторы стандартный "РWМ" 50гц и они все работают и даже серво если заменить , но положение рычага соответствует управление газом моторов!!!

я ни разу не программист, но сумел решить эту задачу используя знания САУ методом "ход конем"------ надо в конфигураторе арминг указать на 180 градусов, потом войти в меню группы "моторы" —---затем выбрать PWM на 50ГЦ и аэродинамическую схему квадро-Х для лк с двумя э-ВМГ и квадро-крест для одномоторного самолёта-классика-----все 4 выхода встанут на 1500 мкс при арминге и на среднем газу-----передний мотор М4 вдоль оси полёта------боковые это элероны серво М2 и М3-----задний серво М1 это элеватор или руль высоты------реверсы работы аэрорулей делаются механически методом установки кабанчика на ось рм в зависимости от направления поворота!!!

мне пришлось выключить в конфигурации "AIRMODE"-----потому что газ вообще не управлялся!!! режим "Horizont" адекватно работает на среднем газу----"Angel" на полном газу-------на малом газу все элероны работают как флапероны вниз, а руль высоты верх это как режим парашютирования!!!

Основная формула первоначальной настройки пидов----Prop=200/Кт!!!, где перегрузка по вертикали для самолётов и лк Кт=Тст АКмах , для 
мультикоптеров Кт=Тст=n Fст ----то есть общая максимальная тяговооруженность на стопе!

ПИДЫ для бойцового самолёта-перехватчика при Кт=0.66х6=4же!-----Prop=(ROLL 50----PITCH 50---YAW 10)----
все остальные по нулям I=0. Dмах=0.  Dv=0.----все Ff=480-1000-480 по умолчанию!!!!
в меню "настройка профилей PID" выключены все функции и настройки кроме линейного газа=100%, фильтры и райты дефолтные!!! 
потому что воздух среда мягкая и вязкая, а правильно настроенный самолёт аэродинамически устойчив сам по себе!!!

Продвинутые пользователи в программировании умеют переназначать порты процессора для адаптации к различным периферийным устройствам---- https://blog.rcdetails.info/menyaem-poryadok-motorov-..

Для мультикоптера включить в конфигурации "AIRMODE"----основной режим "Angel"----настроить "fail-safe" на "возврат домой" или посадка!!!

Есть простая идея----обмануть неправильное направление полёта домой в "бетке" при "fail-safe" методом механического реверса на 180гр самого жпс-приёмника со встроенным магнитодатчиком, то есть с начало откалибровали компас как есть, а потом повернули его на 180гр-----тогда должно заработать правильно и стрелка направления домой будет правильно показывать!!!

Алгоритм подбора  ПИДов для квадрокоптера Кт=Тст=4 Fст=4х0.5=2же, несмотря на то что все коптеры аэродинамически не устойчивы --- 
начинать надо только с коэф Prop=(ROLL 100----PITCH 100---YAW 100)---- 
все остальные по нулям I=0. Dмах=0. Dv=0.----все Ff=500-1000-500 по умолчанию!!! 
в меню "настройка профилей PID" выключены все функции, фильтры и райты дефолтные!!!!!!
делаем подлёт на высоту 0.5-1м над травой или снегом---рулим и смотрим за реакцией коптера! если дрожит уменьшаем Prop на каждую ось по 5-10 
единиц пока не прекратит, если как пьяный качается то увеличиваем Prop на каждую ось по 5-10 единиц пока не прекратит!!! 

А вот дальше начинаем добавлять только по одной функции и смотреть за реакцией стабилизации и управления коптера в полёте----если видим улучшение то применяем эту фишку, если нет то полностью исключаем эту нам ненужную настройку навсегда!!!

В "бетке" слишком много мусорных настроек и кривых миксов написанных дилетантами-программистами не понимающих САУ и механику реального поведения ла!!!

есть "айнав" для самолётиков , но там всё на английском и очень мало поддерживаемых полётников и тоже с косяками и глюками!!!