Badania zastosowania regulatora PID, filtrów FIR oraz Kalmana do sterowania czterowirnikowym pojazdem latającym

Rozpiętość ramion: 580mm Waga: 1kg Zasilanie: 11.1V Silniki BLDC: TurboJet - C2822/27 Prędkość obrotowa: 13200 obr/min Łopatki śmigieł: GEMFAN 9"x4.7" Sterownik: STM32F4

W pracy przedstawiono podział wielowirnikowych pojazdów latających oraz inne konstrukcje wykonane na świecie czterowirnikowych pojazdów latających. Przeanalizowano działanie filtrów FIR oraz Kalmana. Zawarty został również opis budowy i zasady działania dwóch najczęściej używanych czujników tego typu: akcelerometru oraz żyroskopu. Dodatkowo opisano budowę oraz sposób sterowania silnikami BLDC. Ostatnim elementem jest analiza użytych interfejsów komunikacyjnych USART oraz I²C. W kolejnym rozdziale opisano budowę konstrukcji czterowirnikowego pojazdu latającego oraz stanowisko na którym zostały przeprowadzone badania. W trzecim rozdziale ukazano schemat układu oraz projekt obwodów drukowanych wykonanych przez autora. Przedostatni rozdział opisuje napisany program służący do kontroli nad czterowirnikowym pojazdem latającym oraz wizualizacji pojazdu w przestrzeni. Ostatni rozdział opisuje przebieg oraz wyniki badań. W pierwszej kolejności przebadano oraz dobrano wartości filtra FIR. Drugim w kolejności był filtr Kalmana. Po dobraniu filtrów zostały strojone regulatory PID dla każdej z osi osobno. Przedstawiono oraz porównano przebiegi dla różnych nastaw. Poniżej przedstawiono wybrane wykresy pokazujące wpływ parametrów na badane filtry.

Przebieg przyspieszenia podczas trwania ruchu oraz odpowiedź filtru FIR przy nastawie 0.9

Przebieg przyspieszenia podczas trwania ruchu oraz odpowiedź filtru FIR przy nastawie 0.01

Wyjście w filtru Kalmana przy nastawie 0.9 i 0.09512