OpenPilot Revo, CC3D & Copter Control

[rodolfo70]

Segnalo anche questa a chi vuole sperimentare e divertirsi.
Foxtech Hobby

[liftbag]

Mixer setting: come si fa?

Il titolo è appositamente interrogativo, perché l'approccio che qui di seguito provo a spiegare, è partito da intuito piuttosto che da solide basi scientifiche.
Quindi, tutto da dimostrare che sia corretto, anzi sono aperto a valutare errori e rivedere il metodo.

Fermo restando che il mezzo su cui si basa questo esempio, vola bene con il mixer di default, cioè per un quadro puro, se l'approccio è giusto, male non gli fa, e può tornare utile per mezzi ancora più asimmetrici.

Il mezzo in questione ha i vertici di spinta dei motopropulsori che delineano un rombo.



M1 e M2 sono i motopropulsori anteriori, M4 e M3 i posteriori.

Il ragionamento parte dal valutare in che rapporto sono i bracci di leva di motori riferiti ad un asse di rotazione.
Questo rapporto l'ho chiamato K.
Avremo quindi un K per ogni asse di rotazione che altro non è se non il rapporto tra il braccio più corto ed il braccio più lungo di due motori che cooperano a fare la stessa cosa. Vero in parte, perché per quanto riguarda il Pitch la valutazione è diversa.

Il braccio di leva è la lunghezza della perpendicolare dal centro di spinta del motopropulsore all'asse di rotazione che si sta considerando.
Nel caso di Yaw, è la distanza tra il motopropulsore ed il centro di gravità.



Prendo come esempio il K Roll.

I motori anteriori distano 120mm dall'asse longitudinale, mentre i posteriori 113mm.
Durante una rotazione Roll puro, i motori posteriori devono spingere più degli anteriori per compensare il braccio di leva più corto. Va a senso quindi che un valore più grande andrà inserito per M3 e M4. Cambia ovviamente soltanto il modulo, il segno rimane lo stesso.

Il mixer considera il massimo della spinta come 127, un numero arbitrario scelto dai progettisti. E' il valore che si immetterebbe se il motopropulsore che opera il roll insieme al suo antagonista negativo fosse uno soltanto. Penso ad esempio ad un quad +.
In un quad X sono due motori che lavorano in coppia con la coppia antagonista sull'altro lato, quindi il totale di spinta va diviso tra i due motori costituenti la coppia che spinge dalla stessa parte.

Se il totale della spinta deve essere diviso tra due motori che operano nello stesso verso per causare una rotazione e se i bracci di leva sono uguali, si immetterà 63 su un motore e 64 sull'altro, oppure tutti e due 63 o 64 (una unità in più o in meno sul totale non fa differenza pratica).
Nel nostro caso del roll, due motori che concorrono alla stessa azione hanno bracci di leva diversi.
Per trovare i valori da immettere, io ho diviso in due la spinta totale, cioè 63,5, e l'ho moltiplicata per K Roll per i motori col braccio lungo, e diviso per K Roll per quelli col braccio più corto.
Con i valori ottenuti, arrotondati per avere il totale di 127, si può vedere come la coppia di sinistra spinga in totale 127, mentre l'antagonista di destra , -127. Il totale è 0, e così deve essere quando la somma dei bracci di due motori coadiuvanti è pari alla somma degli altri due motori, cioè se il centro di gravità sta esattamente al centro tra le due coppie di propulsori.




Il caso del Pitch.

Nel caso specifico, e molto spesso nella relatà con modelli asimmetrici da FPV, l'impostazione del pitch è anomala rispetto a quanto abbiamo visto ora con il Roll. Perché?
Perché la somma dei bracci di due motori coadiuvanti è diversa dalla somma dei bracci dell'altra coppia.
Qui abbiamo che, come si vede dal disegno, i motori posteriori hanno un braccio di leva più lungo.
In soldoni, il baricentro non sta al centro tra le due coppie di motori.

Se attribuissimo lo stesso modulo di spinta ai quattro motori, la rotazione non avverrebbe sul centro di gravità, ma in un punto spostato più indietro.
Si parla di un millimetro e la revo o la cc3d neanche se ne accorgono, ma se la misura fosse più estrema, qualche problema potrebbe insorgere.
Nel caso specifico i due valori che si ricavano, con gli arrotondamenti del caso per far si che la somma sia 127, sono 65 per gli anteriori e 62 per i posteriori.
Se controlliamo il bilancio tra i quatto motori, avremo gli anteriori che spingono 130 ed i posteriori che spingono 124 e la cosa torna, visto che il baricentro non è equidistante tra le coppie di propulsori coadiuvanti.



Per il Yaw vale quanto detto per il roll in quanto la somma dei bracci di leva di que motori che girano nello stesso verso è uguale alla somme degli altri due.


Per informazione, è anche possibile impostare un mix per throttle.
Come abbiamo visto, i motori posteriori hanno un braccio di leva avvantaggiato rispetto agli alteriori (riferito al cg). Se il flight controller non compensasse e uguale potenza fosse applicata ai quattro motori, si osserverebbe una inclinazione in picchiata durante una rapida ascesa.
Con OpenPilot è possibile stabilire due diverse curve throttle che possono essere miscelate per ogni motopropulsore.
Penso ad esempio ad una curva lineare che arriva a 1,00 ed un'altra che arriva a 0.98 (il valore K Pitch).
Si potrebbe attribuire ai motori anteriori la curva massima mentre ai posteriori l'altra.
In questo modo il throttle si distribuirebbe in modo non uniforme per compensare il baricentro spostato in avanti.
Ma questa ultima cosa, davvero non necessaria sul mio squid, non so quanto sia corretta , non tanto nel concetto, quanto per la attuazione pratica.

Avrò scritto put....te?

[bandit]

Il caso del Pitch.

Nel caso specifico, e molto spesso nella relatà con modelli asimmetrici da FPV, l'impostazione del pitch è anomala rispetto a quanto abbiamo visto ora con il Roll. Perché?
Perché la somma dei bracci di due motori coadiuvanti è diversa dalla somma dei bracci dell'altra coppia.
Qui abbiamo che, come si vede dal disegno, i motori posteriori hanno un braccio di leva più lungo.
In soldoni, il baricentro non sta al centro tra le due coppie di motori.

Da progetto non dovrebbe essere vero. i momenti e ,quindi, i bracci di leva sono uguali a coppie. Il baricentro si trova nella mediana che unisce i motori anteriori con quelli posteriori. A meno di non aver fatto una milli-cappellata in fase di costruzione ...

PS nella discussione dello squid trovi la tabella del mixer nel caso della V3 (oV5) che xesshobby aveva postato per l'apm.

[rodolfo70]

Ma perchè i bracci con misure diverse, che guadagno ci sarebbe rispetto ad un quad simmetrico?
Chiedo questo perchè ho il tbs che è asimmetrico con impostazioni dei valori della naza(perchè li ho montato quella) e vola divinamente con ottima stabilità e anche prestazioni dignitose.

[bandit]

I bracci hanno le stesse dimensioni, solo che hanno angoli diversi. Questo deriva dal fatto che per avere la cam frontale e non avere le eliche in vista, devi aprire i bracci anteriori ben oltre i 90° di un quadri puro. Altrimenti la cam dovrebbe essere montata molto in avanti. A questo punto hai un quadri asimmetrico che va da un rettangolo (doppio-Y come i vari QAV) ad un trapezio (quando hai i bracci posteriori più chiusi rispetto a quelli anteriore come tbs o squid). l'angolo dei bracci posteriori deriva da una scelta del progettista cercando una situazione di compromesso tra diametro massimo di eliche da montare, posizione del baricentro, posizione del centro di spinta, lunghezza del telaio. Non modificando la lunghezza dei bracci posteriori rispetto agli anteriori, se non vuoi un telaio a doppio Y, che risulterebbe piuttosto lungo, si chiudono i bracci posteriori ed il CG e CS non coincidono più. Questo potrebbe comportare il fatto che, quando in hovering e dai tutto YAW, il quad alza "le chiappe".

[liftbag]

Da progetto non dovrebbe essere vero. i momenti e ,quindi, i bracci di leva sono uguali a coppie. Il baricentro si trova nella mediana che unisce i motori anteriori con quelli posteriori. A meno di non aver fatto una milli-cappellata in fase di costruzione ...

PS nella discussione dello squid trovi la tabella del mixer nel caso della V3 (oV5) che xesshobby aveva postato per l'apm.

Dunque, le misure che vedi nel disegno, sono quelle prese sul carbon micro squid.
Il centro di gravità che io considero è il centro del flight controller e la lipo cerco sempre di posizionarla per far corrispondere il centro del fc col cog.
La differenza tra il braccio di leva dei motori anteriori ed i posteriori riguardo le rotazione pitch c'è, è minima, 2 mm, ma c'è.
Magari è dovuta al fatto che le flange sono più strette della versione in vetronite?

Ad ogni modo, non è un problema perché sono convinto che se il divario fosse ancora più pronunciato, con una corretta regolazione del mixer il mezzo sarebbe sempre neutro come un quadro puro.
Ricordiamoci che esistono i V-Tail, e che il centro di gravità è molto spesso fuori del suo punto previsto perché la lipo non la si è posizionata bene.

Io mi sono attaccato alla particolarità sul pitch del carbon micro squid proprio per parlare di un modo per compensarlo e trovare eventuali conferme o correzioni sul metodo

[bandit]

Giusto, il carbon era stato fatto più slim senza verificare il posizionamento dei motori. Quando torno ccontrollo.

Per curiosità, come si comporta quando dai tutto yaw "a trottola"?

[liftbag]

Giusto, il carbon era stato fatto più slim senza verificare il posizionamento dei motori. Quando torno ccontrollo.



Per curiosità, come si comporta quando dai tutto yaw "a trottola"?

Come una trottola

[bandit]

si ma "wobbla" o non "wobbla" ....

cmq pochi mm non fanno nulla anche perché la mpu non è nel centro esatto della scheda.

[rodolfo70]

Ma cosa state cercando di ottenere? l'esasperazione massima delle prestazioni?

[liftbag]

si ma "wobbla" o non "wobbla" ....

cmq pochi mm non fanno nulla anche perché la mpu non è nel centro esatto della scheda.

Il wobble fa parte della terminologia relativa agli ESC old school. Con i KISS non si wobbla.
Trottole perfettamente livellate e stabili, anche allo stop.

[rodolfo70]

Lift ho visto diversi video dove fanno girare su se stessi il multi senza che si muova, io ci ho provato diverse volte ma non riesco più di un giro e poi inizia ad andare per i fatti suoi, sbaglio qualche impostazione? Perchè se lo lascio in hovering senza vento sembra che abbia il gps perciò non penso che sia per sbilanciamento pesi o esc non equilibrati.

[liftbag]

Lift ho visto diversi video dove fanno girare su se stessi il multi senza che si muova, io ci ho provato diverse volte ma non riesco più di un giro e poi inizia ad andare per i fatti suoi, sbaglio qualche impostazione? Perchè se lo lascio in hovering senza vento sembra che abbia il gps perciò non penso che sia per sbilanciamento pesi o esc non equilibrati.

Parli in rate o attitude?

Comunque le derive sia in rate che in attitude si limitano aumentando il Ki.

Non so darti una risposta certa, ma vado ragionando.

Diciamo che se il quad è perfettamente bilanciato, con addirittura il baricentro sullo stesso piano delle eliche, e con il mixer a posto, la piroetta deve venire neutra.

Ma se hai messo la lipo spostata lateralmente o avanzata o arretrata, o il mixer non è corretto, durante la piroetta il baricentro tira il velivolo in modo circolare.
Questo tirare in tondo poi quasi sicuramente non avviene sul piano di spinta, cioè sul piano di rotazione delle eliche, quindi il tiro avrà probabilmente una componente che tira verso il basso o verso l'alto.
Questo tende a scomporre l'assetto.

Tieni presente che più è alto l'integral gain, più il mezzo è immune alle forze che tendono a scomporre il suo assetto.

Ma più alzi l'integral più perdi in prontezza di risposta.

Quindi è tutto un compromesso, dove la situazione migliore ce l'hai con il baricentro al posto giusto ed il mixer ben impostato, una condizione che ti consente di mantenere Ki basso e quindi avere una veloce risposta ai comandi.

Se usi openpilot, ricordati che in Attitude non devi avere attivi entrambi i Ki, cioè Attitude Ki e Rate Ki. O uno o l'altro, perché se dai un valore ad entrambi il modello si comporta in modo anomalo.

[bandit]

c'è anche un problema di distanza tra CS e CG. Nel tbs questa distanza mi pare sia 14mm forse di più. Anche se il quad è bilanciato perfettamente, quando si sta in hovering e si dà uno yaw "trottoloso", due eliche tendono a fermarsi e due accelerano. Nel caso estremo in cui due eliche sono proprio ferme il quad viene sollevato dal CS e non dal CG e, quindi, tende ad abbassare il muso (se il CS è più arretrato rispetto al CG come avviene nel tbs).
Con FC o esc performanti (ed un quad ben bilanciato) questo effetto è davvero ridotto.

[bandit]

Il wobble fa parte della terminologia relativa agli ESC old school. Con i KISS non si wobbla.
Trottole perfettamente livellate e stabili, anche allo stop.

e allora non ti serve a nulla rifare la matrice dei motori ...