Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ THỰC HIỆN

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ THỰC HIỆN

Tải bản đầy đủ - 0trang

Trang 15/33



Lưu đồ giải thuật



Bắt đầu



Tính tốn giá trị cảm biến



Đọc dữ liệu từ RX



Hiệu chỉnh tín hiệu RX

và giá trị cảm biến



Hiệu chỉnh

PID



Xuất tín hiệu điều khiển



ESC



Động cơ

Hình 3-6 Lưu đồ giải thuật



Thiết kế máy bay điều khiển



Trang 16/33



1.1.9 Nguyên lý hoạt động

• Máy bay điều khiển hoạt động trên nguyên lý tạo ra một lực đẩy lớn và cân bằng để

có thể nâng được trọng lượng của nó.

• Đề tài thiết kế mơ hình máy bay kiểu chữ X. Cặp cánh trên-phải và dưới-trái sẽ

quay ngược chiều kim đồng hồ, cặp cánh trên-trái và dưới-phải quay cùng chiều

kim đồng hồ, tất cả cánh đều có hướng gió đẩy xuống dưới tạo ra lực nâng.

• Cả 4 động cơ phải quay cùng tốc độ, tạo ra một lực đẩy bằng nhau khi thay đổi giá

trị tốc độ. Góc nghiêng theo trụ ngang được điều khiển khi thay đổi tốc độ 2 động

cơ bên trái và 2 động cơ bên phải sao cho tổng lực đẩy vần giữ nguyên. Tương tự,

góc nghiêng theo trục dọc với 2 động cơ trước và 2 động cơ sau; góc xoay theo trục

đứng với cặp động cơ đối diện nhau.

• Dựa trên các số liệu tính tốn được góc nghiêng và gia tốc, kết hợp với tín hiệu điều

khiển, sủ dụng thuật tốn PID để tạo chế độ tự cân bằng cho máy bay. Do khơng có

phương trình thuật tốn, các hệ số PID phải tự dò thủ cơng sau mỗi lần thử nghiệm,

nên máy bay có thể nghiêng lắc, cân bằng chưa tốt lắm.

1.8 Kiểm tra và lắp ráp mơ hình máy bay

• Nguồn pin lipo 11.1 V nối vào 4 ESC cung cấp nguồn chính cho động cơ, dây

nguồn 5 V từ ESC cấp nguồn cho vi điều khiển Arduino và RX, nối chung GND của

tất cả các thành phần.

• Viết chương trình đọc giá trị điều khiển từ bộ thu. Giá trị thu được là khoảng giá trị

1-2 ms do nhà sản xuất cấu hình sẵn, từ đó có thể điều khiển các q trình theo ý

muốn.

• Lập trình điều khiển 1 động cơ sau khi đọc dữ liệu từ bộ thu, thay đổi giá trị trong

khoảng 1-2 ms để thay đổi tốc độ động cơ. Sau đó điều khiển 4 động cơ cùng một

tốc độ.



Thiết kế máy bay điều khiển



Trang 17/33



• Kết nối Arduino với cảm biến MPU6050, viết chương trình xuất ra các giá trị thơ,

tìm hiểu datasheet và phương pháp hình học khơng gian để tính tốn các giá trị

trước đó quy đổi về các giá trị góc, gia tốc thay đổi theo thời gian. Có thể dùng phần

mềm mơ phỏng để thấy sự thay đổi 3D.

• Thử nghiệm sự cân bằng dùng thuật toán PID cho 2 động cơ kết hợp giữa tín hiệu

điều khiển và góc nghiêng cảm biến. Sau khi kiểm tra các hệ số PID cho 2 động cơ,

tiến hành hiệu chỉnh cho cả hệ thống.

1.9 Kết quả mơ hình

Bảng 3-1 Thơng số lý thuyết và thực tế



Vpin

Vin(Arduino)

Tốc độ động cơ

Khoảng cách thu phát RF



Thiết kế máy bay điều khiển



Lí thuyết

11.1 V

5-20 V

11100 vòng/phút

300 m



Thực tế

10.6-12.2 V

5V

10600-12200 vòng/phút

150 m



Trang 18/33



Hình 3-3 Mơ hình máy bay



• Lắp ráp hồn chỉnh, kết nối các thành phần điều khiển, điều khiển được bằng bộ thu

phát RF 2.4Ghz.

• Máy bay còn chưa cân bằng do phần cứng chưa cân bằng và sai sót trong khâu hiệu

chỉnh.



Thiết kế máy bay điều khiển



Trang 19/33



CHƯƠNG 4.



KẾT LUẬN



1.10 Kết luận

• Hiểu biết cách hoạt động, nguyên lý bay của máy bay điều khiển.

• Sai số phần cứng cùng với chưa giảm bớt được nhiễu từ cảm biến nên máy bay khi

bay còn chưa được cân bằng hồn chỉnh.

• Chưa có kinh nghiệm điều khiển nên khi điều khiển còn sai sót, dễ gây nguy hiểm

cho xung quanh và hư hỏng phần cứng. Cần thời gian nghiên cứu và luyện tập kỹ

năng điều khiển.

1.11 Hướng phát triển

• Nghiên cứu, hiệu chỉnh cân bằng tốt hơn để máy bay hồn thiện, an tồn.

• Gắn thêm các cảm biến tăng độ an toàn cho máy bay và người xung quanh, GPS giữ

máy bay trong khoảng khơng gian xác định, camera quay phim, chụp hình .



Thiết kế máy bay điều khiển



Trang 20/33



TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Việt:

[1] https://www.arduino.vn/en/Main/ArduinoBoardNano.

[2] http://playground.arduino.cc/Main/MPU-6050.

[3] https://oscarliang.com/kiss-24a-esc-re/.

[4] http://quanphongrc.vn/ct/may-bay-dieu-khien/1366/himodel-xxd-22121000kv-dau-dan.html.

[5] Datasheet MPU6050.

[6] Data sheet Atmega328p.

Tiếng Anh:

[7] https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardNano.

[8] https://www.youtube.com/user/MacPuffdog.

[9] http://mydronelab.com/blog/arduino-quadcopter.html.



Thiết kế máy bay điều khiển



Trang 21/33



PHỤ LỤC

#include

#include

float Kp_roll = 2.5; //Gain setting for the roll P-controller

float Ki_roll = 0.03;//Gain setting for the roll I-controller

float Kd_roll = 22.5;//Gain setting for the roll D-controller

int pid_max_roll = 300; //Maximum output of the PID-controller (+/-)

float Kp_pitch = Kp_roll;

float Ki_pitch = Ki_roll;

float Kd_pitch = Kd_roll;

int pid_max_pitch = pid_max_roll;

float Kp_yaw = 2.8;

float Ki_yaw = 0.02;

float Kd_yaw = 0.05;

int pid_max_yaw = 300;

boolean mode_auto = true;//Auto level on (true)

byte last_channel_1, last_channel_2, last_channel_3, last_channel_4;

byte eeprom_data[36];

byte highByte, lowByte;

volatile int tin_hieu_kenh1, tin_hieu_kenh2, tin_hieu_kenh3, tin_hieu_kenh4;

int counter_channel_1, counter_channel_2, counter_channel_3, counter_channel_4,

loop_counter;

int esc_1, esc_2, esc_3, esc_4;

int throttle, battery_voltage;

int cal_int, start, gyro_address;

int tin_hieu_thu[5];

int temperature;

int truc_giatoc[4], truc_vantocgoc[4];



Thiết kế máy bay điều khiển



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ THỰC HIỆN

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×