Während ich noch ungedulig auf die bestellten Kunststoffringe warte, die als Schutzrahmen für den ersten richtigen Flugtest dienen sollen, habe ich schon einmal einen statischen Test mit montierten Luftschrauben gewagt, um zu untersuchen, welche Rückstellmomente der Copter bei Lageänderungen um die Achsen erzeugt. Es zeigte sich zunächst einmal, dass sämtliche Sensoren korrekt ausgewertet werden und der Copter wie erwartet auf Roll-, Nick- und Gierbewegungen reagiert. Bei starken Winkelbeschleunigungen um die Gierachse trat allerdings leichte Resonanz auf, die jedoch durch Anpassung des entsprechenden P-Wertes des Regelkreises problemlos behoben werden kann. Zudem reagierte der Copter fehlerfrei auf sämtliche Steuereingaben und auch die Minimaldrehzahl ist richtig eingestellt, sodass die Motoren alle sicher anlaufen, der Copter jedoch gerade noch nicht abhebt.

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Heute habe ich beinahe den ganzen Tag damit verbracht, das gestern aufgetretene Problem des ungleichen Laufs der vier Motoren des Quadrocopters zu beheben. Nachdem ich gestern die aktuelle Version 2.3 der MultiWii-firmware auf den Quadrocopter geflasht hatte, zeigte der Quadrocopter ein unkontrolliertes Verhalten hinsichtlich der Motordrehzahlen. Nach Anlaufen der Motoren und konstant eingestelltem Gaswert an der Fernsteuerung fingen die Motoren an, ungleichmäßig und vor allem ohne äußeren Einfluss ihre Drehzahlen zu erhöhen bzw. abzusenken, was im freien Flug einer Gier-Bewegung entspräche und vermutlich zu einem Absturz geführt hätte.
Nach stundelangem Herumexperimentieren mit den Sensor-Orientierungen brachte eine Option, die den Gier-Gyro-Sensor umkehre, schließlich eine Bessereung des Problems. Jedoch waren die Drehzahlen weiterhin Schwankungen unterworfen, die meines Erachtens einen aktzeptablen Wert überschreiten und ein späteres Fliegen höchstwahrscheinlich unmöglich machen.

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Herzstück des Quadrocopters ist die elektronische Fluglageregelung, die unter Zuhilfenahme verschiedender Sensorsysteme die aktuelle Position, den Winkel und die Höhe des Quadrocopters relativ zum Bezugssystem, also dem Boden, sowie die Drehbewegung des Quadrocopters um eine seiner drei Achsen misst und durch entsprechende Ansteuerung der Motorregler und damit der Motoren eventuellen Kipp-, Dreh- und Driftbewegungen entgegenwirkt.
Im Folgenden möchte ich ein wenig tiefer in die physikalischen Grundlagen, die hinter den auf einer Fluglagesteuerung verbauten Sensoren stecken, einsteigen. Wer sich nicht dafür interessiert, sondern nur den aktuellen Entwicklungssstand des Projekts verfolgen möchte, springt zum letzten Absatz.

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