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升值1000元!让你的多轴飞控变成高档直机平衡仪

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楼主
发表于 2012-3-20 15:26 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
声明:我已经停止了这个测试,让期待最终视频的朋友失望了。原因除了下面说到的一些外,主要是因为我本身就是个直机新手,而且我手头这架直机本来就是用来入门的(158元空机版King3,塑胶板)精度和配置非常一般,调试和飞行技术本身都成问题,可能对于老手来说,可能会更加容易实现,此帖中也有朋友说已经试验成功。我发此贴的目的,只是抛砖,希望大家开拓思路,玩得更开心。感谢在测试过程中玉兔老板和玉兔技术支持对我的支持和帮助,感谢给我提供思路和建议的@绿头苍蝇 朋友,也感谢关注此贴的朋友!
最近比较忙,好久也没有更新试验结果,来此做对近一个月来CCPM直升机上使用多轴飞控的试验做一个总结吧:
一、在原理上,CCMP直升机和多轴Tri3模式在控制方式上是基本一致的,因此具有3轴陀螺的多轴飞控,以及具有更高级传感器的多轴飞控,原则上完全可以用在CCPM直升机上。上面有朋友说多轴飞控是搞IT、搞工控的人开始玩的,深有感触,最近就一直和一帮中科院的朋友玩飞控,他们似乎对于航模(飞机)控制并不了解,只是把飞机作为在三维空间运动的物体来控制。因此,开发飞控的厂家、商家、玩多轴的玩家们注意了,不管是否早已知道,在下班门弄斧的提示一下了:你的多轴飞控可参照Tri3轴模式来开发CCMP直升机飞控。
二、目前市面上的多轴飞控对CCPM直升机来说并不完全适用,我测试了KK、玉兔两种飞控。主要问题如下:
1、舵机、电调的输出频率不同一定要注意,像KK的Tri3轴模式原来是输出3个电调的,若适用舵机,需要270Hz的的数码舵机,50Hz的模拟舵机很容易挂掉,玉兔等高级飞控有舵机、电调频率选择,可以避免此问题;
2、舵机行程方向可能需要自行修改成反向,因为Tri3轴模式下3个电机转向不一样,而CCPM在变总矩时需要的舵机行程方向是一致的,因此可能需要你动手改为反向舵机(如果你的机架允许你把舵机反装,那就不用改了),目前我测试的KK、玉兔飞控,还都不能够直接改变输出方向。
3、多轴飞控的平衡仪模式在CCMP直升机上会遇到调试困难。以玉兔飞控为例,平衡模式校准不仅需要机身保持水平,更需要CCPM斜盘保持水平,三个斜盘舵机的摇臂角度一致,并且各个方位上桨矩保持一致,调试难度很大。另外,我在测试中发现,玉兔飞控中的“主平衡度”有限幅作用,比如将主平衡度设置为20%,那么打开平衡模式后,CCPM三个舵机的行程大约就被限制在20%左右。
4、震动是一个难以克服的障碍,直升机的震动会让飞控反馈过于频繁,如果调教不好,可能会产共振加剧震动,解决的方法是尽量减震,调低感度(玉兔飞控中的主稳定度和动态稳定度),并使用较短的舵机摇臂减少反馈幅度以避免共振。
5、注意数码舵机的供电问题,因为飞控要给4个数码舵机供电,可能会供电不足,因此最好与舵机并联一个独立的5V,1A以上的电源为舵机供电。
6、遥控器上的设置需要变通,因为是通过Tri3轴模式控制CCPM直升机,因此采用1舵机Normal斜盘模式,接收机与飞控的连接请参考主帖的图。飞控在解锁时通常需要油门最低,在此时需要螺距通道最低,具体要输出多低才可以解锁,要自己试验了(或者参照玉兔飞控设置软件里的输出值慢慢调整螺距通道的输出范围),另外,可能涉及到CCPM舵机改过方向的原因,因此需要“螺距最高”时才能解锁,因此一定要设置油门锁定,避免测试时油门突然启动伤人!!!



我最终改装的CCPM直升机,esky king-3



我的飞控固定方式,超厚海绵减震



独立BEC给数码舵机供电

++++++++++++++++++++++++++++++++++++以下是原帖+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

最近多轴飞行器很火,各大航模论坛上大家都在玩多轴飞行器。拜电子技术的进步,多轴飞行器最难的控制问题被PCB和各种传感器轻松解决,各种飞控系统百花齐放,从最简单的三轴陀螺——KK飞控,到FF、MWC、玉兔等带平衡仪、气压计、地磁计……各种高级功能的飞控,价格都越来越便宜,让大家有了更的选择,也让航模有了更多的玩法。可以说有了飞控,特别是具有平衡仪自稳的飞控以后,几乎可以做出原来不可想象的飞机(模型),颠覆空气动力学原理,只要你敢想敢做。


我这里先抛个砖:用多轴飞控的TriCopter(三轴)模式来控制120°CCPM斜盘系统的直升机模型。我使用的是KK飞控进行试验。

首先了解一下什么是CCPM斜盘,这部分科普了,了解的朋友可以无视。直升机是通过斜盘拉动各个桨叶,让它们周期变矩,从而达到控制整个旋翼面俯仰倾斜的,因此要让斜盘能够前后或左右倾斜,至少需要在2个轴向上能够控制,一个控制俯仰,一个控制倾斜,当然,直升机的旋翼们还需要同时变矩(可简单理解为旋翼的倾角),这就是变“总矩”,这样就需要至少3个舵机分别动作了。CCPM是Cylic Collective Pitch Mixing,它是让多个舵机同时动作来控制整个斜盘的俯仰、倾斜和变总矩。这样的好处是每个舵机的负载更小,整个斜盘的动作更快,更精准。比如常见的120的CCPM斜盘,3个舵机呈120度分布,同时上升或下降就是变总矩,前舵机上升,后两个舵机下降就是后仰;前舵机不动,后两个舵机上下差动,就会让斜盘左右倾斜。



参考文献:CCPM斜盘系统:http://www.iroquois.free-online.co.uk/ccpm.htm


再来看看为什么多轴飞控的TriCopter(三轴)模式为为什么可以来控制120°CCPM斜盘系统的直升机。TriCopter三轴的基本原理是,在同一平面内的3个旋翼中,两个逆时针旋转,一个顺时针旋转,其中一个旋翼(通常是尾巴)平面可以稍稍倾斜,以克服整个系统的反扭力。而整个系统的俯仰、倾斜也是由3个旋翼输出的不平衡来控制,比如前面两个旋翼力量大,后面一个稍小,整个飞机就后仰;后面一个旋翼动力输出不变,前面两个旋翼一个增大一个减小,飞机就倾斜。三个旋翼动力同时增大或减小,控制上升或下降,这和120°三舵机CCPM系统直升机的控制方式很相似。所以,我们就动手做吧:



1、在你的遥控器上选择一个Normal斜盘模式的直升机,就是一个舵机控制总螺距的那种,一般用接收机上的AUX1通道控制总矩。
2、把接收机上的AUX1(螺距通道)连接多轴飞控上的油门通道,其他正常连接:副翼通道连接飞控上的副翼、升降通道连接飞控上的升降、方向通道连接飞控上的方向,但接收机的油门通道直接连接电子调速器


3、把120度CCPM直升机上的三个斜盘舵机分别连接飞控上的1、2、3电机插口,这里要根据你的CCPM舵机布局,左右舵机不要错,前后无所谓,飞控可以设置反馈方向,尾舵机连接飞控上的4号电机插口。这里还需注意,KK飞控不能设置舵机输出方向,在三轴中它输出的转向是两反一正,但是用在CCPM直升机上,同时变总矩时需要三个舵机同向,因此你需要改造一个舵机,让它变成反向舵机,改造反向舵机的方法很简单,打开舵机的后盖,把舵机里面的马达+、-线对调,再把电位器的+、-线对调,中位线不动就好了。

4、基本完工,需要在飞控设置中校对中位(以及水平)、设置反馈方向、传感器感度等。需要注意的是,感度过高会让舵机抽疯,最好用数字舵机。另外,RUDD感度是个问题,因为多轴飞控都没有输出限幅,DUDD通道过高会有“追尾”现象(快速震动),过低又锁尾不好。我想到的方法是自己改舵机,限制输出行程,这样把感度调高点也不怕抖动了,不过这想法还没有实施。

我改造的“KK版”CCPM直升机:




我的KK测试视频:


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说几个调试的注意事项:
1、因为遥控器螺距通道接多轴飞控的油门通道,因此螺距通道的在Normal模式下一定要能拉到最低,否则多轴飞控可能不好解锁,同样的副翼或方向舵通道也要最大行程,大家自己体会吧。当然,你可以设置多种模式或者大小舵,Normal模式只是为了解锁飞控用。油门、螺距曲线可按照你喜欢的直机操纵手感自己设置。

2、注意按照你的CCPM舵机布局来连接1、2、3号舵机,如果回馈不对,需要设置回馈反向,特别是对于有平衡仪的飞控,这个在试飞前一定要注意!!!
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发了这篇帖子后,某群里的很多朋友让我赶紧试试高级飞控,也有人善意的提醒我别砸了某些人的生意。这里声明一下,此贴中提到的所有品牌(如我使用的舵机是格宁D90数码舵机)都是由于个人条件所限,前期自行购买,毫无广告意思,此贴完全是技术讨论,抛砖引玉,希望大家开拓思路,玩的更开心。

++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++20120321更新+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
昨晚做了些玉兔飞控使用在ccpm直机上的先期工作(图片见43楼):把原来在四轴上的飞控拆下来,用名片盒做了个盒子,装在了直机上(esky的king-3),为了测试自平衡时保证安全,把大桨拆下来,先测试三个ccpm舵机的反馈方向,可以干脆拆掉2根电调线。

不过玉兔飞控的各通道输出反向只对舵机起作用,也就是说选择了Tri三轴,只对4通道锁尾舵机可以反向,1、2、3通道原来是为电调输出设计的,反向不起作用。这点已经跟玉兔技术确认过了,很可惜。我现在的ccpm三个舵机的反馈方向刚好都是错的(其实是2个错的,因为我之前使用kk,改过一个反向舵机),因此需要全部改成反向舵机。

今天一早起来改了3个反向舵机,然后进行了测试,很成功,见视频,
玉兔多轴飞控用在CCPM直升机上的初探(一)


有些注意事项:

1、玉兔飞控的设置软件的基本设置如下图,仅供参考:


2、舵机改为反向后,遥控器的螺距通道(Pit)也需要反向了,因为多轴飞控是油门最低时才能解锁,而飞控的油门通道连接的是接收机的螺距通道,因此需要螺距最高时才能正常解锁,如果还不能解锁,请检查一下螺距通道的输出行程。

3、在玉兔飞控设置软件里我将方向感度设置在40%,基本没有追尾现象。

4、从原理上说,CCPM直机用多轴飞控后一样也可以倒飞、3D,因为你还可以设置油门、螺距曲线。不过在试飞前,还需要仔细检查反馈方向,并调教各个位置上的螺距输出,调直机是个细致活!

5、我还没有装桨试飞,我也是直机新手,还望大家多多指教


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本贴原载我的日志:http://www.guokr.com/blog/122455/,后续探讨帖独发5iMX论坛,转自请注明。

[ 本帖最后由 大傻鱼 于 2012-4-10 00:31 编辑 ]

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沙发
发表于 2012-3-20 15:35 | 只看该作者
这个和无副翼的三轴陀螺仪区别在哪里?
3
发表于 2012-3-20 15:40 | 只看该作者
不错不错,喜欢这种贴 :loveliness:
4
发表于 2012-3-20 15:41 | 只看该作者
对 了,很想看看LZ的控改造成啥样了:em15:
5
发表于 2012-3-20 15:43 | 只看该作者
没起飞。。。。
6
 楼主| 发表于 2012-3-20 15:46 | 只看该作者
是没起飞,在家里,400级的直机还是很危险的,我在室外试过,锁尾不是很好。上面说了原因。现在只试了KK,不带平衡仪,要是用上某兔飞控,自平衡、定点、定高、返航……威武了
原帖由 neohack 于 2012-3-20 15:43 发表
没起飞。是。。。
7
 楼主| 发表于 2012-3-20 15:47 | 只看该作者
控不用改造啊,用单舵机斜盘模式就行
原帖由 58753734 于 2012-3-20 15:41 发表
对 了,很想看看LZ的控改造成啥样了:em15:
8
发表于 2012-3-20 15:55 | 只看该作者
期待完整的改装攻略。。。要玉兔的:em26: :em26:
9
发表于 2012-3-20 15:58 | 只看该作者
关注:em26:
10
发表于 2012-3-20 16:02 | 只看该作者
太有才了。:em26:
11
 楼主| 发表于 2012-3-20 16:04 | 只看该作者
神马的还不是一样么?
呵呵
原帖由 宝蓝手帕 于 2012-3-20 15:55 发表
期待完整的改装攻略。。。要玉兔的:em26: :em26:
12
发表于 2012-3-20 16:08 | 只看该作者
不错,
13
发表于 2012-3-20 16:13 | 只看该作者
LZ你这要是改成了,那些做直机平衡仪的人要恨死你的:em15:
14
 楼主| 发表于 2012-3-20 16:16 | 只看该作者
说几个调试的注意事项:
1、因为遥控器螺距通道接多轴飞控的油门通道,因此螺距通道的在Normal模式下一定要能拉到最低,否则多轴飞控可能不好解锁,同样的副翼或方向舵通道也要最大行程,大家自己体会吧。当然,你可以设置多种模式或者大小舵,Normal模式只是为了解锁飞控用。油门、螺距曲线可按照你喜欢的直机操纵手感自己设置。

2、注意按照你的CCPM舵机布局来连接1、2、3号舵机,如果回馈不对,需要设置回馈反向,特别是对于有平衡仪的飞控,这个在试飞前一定要注意!!!
15
发表于 2012-3-20 16:17 | 只看该作者
没飞起来:em22:
16
 楼主| 发表于 2012-3-20 16:20 | 只看该作者
已经改成了呀,rcgroups上KK飞控开发者联系我了,已经在开发针对ccpm直机的专用固件,可以看这里http://www.rcgroups.com/forums/s ... 1554249&page=14

忽悠某兔飞控的下一版固件,也可以加上ccpm模式,然后涨价,呵呵。一个定点、定高、锁尾、无向CF、返航的超级直升机飞控哦亲

原帖由 tcfa86 于 2012-3-20 16:13 发表
LZ你这要是改成了,那些做直机平衡仪的人要恨死你的:em15:
17
发表于 2012-3-20 16:24 | 只看该作者
LZ小心啊,真要是成了,那些直升机飞控人该喝西北风去了,不过模友们有福了
18
 楼主| 发表于 2012-3-20 16:29 | 只看该作者
那我今晚就要回去试某兔飞控啦
原帖由 votreami 于 2012-3-20 16:24 发表
LZ小心啊,真要是成了,那些直升机飞控人该喝西北风去了,不过模友们有福了
19
发表于 2012-3-20 16:37 | 只看该作者
貌似咱家也给楼主提供了一些锦囊的说,:em15:
20
发表于 2012-3-20 16:40 | 只看该作者
不过高级飞控设置比较烦。KK相对简单很多。有好多设置都要考虑到实际飞行状态。
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