ОСОБЕННОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ PID РЕГУЛЯТОРА ДЛЯ ПРОШИВОК БПЛА

Анотація

В статье 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 и 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.