讨论下KK_C的程序

xukkkkkk · 发表于 2011-7-30 14:39

讨论下KK_C
1 主循环读取4个通道的遥控信号，按一般遥控器，一个通道占用2毫秒 20个毫秒一个周期，读遥控信号要占
用8个毫秒的时间。PPM的问题就在这里有点不爽，占时间。

2 读取3个陀螺仪的电压，ENC-03这个陀螺是模拟输出电压，温飘是肯定有的，所以开机读下静止下的基准电
压，ENC-03的输出电压减去基准电压就是角速度，角数度累加就会的得到角度的量纲，这个是稳定的反馈量。
3 陀螺仪信号的处理，KK_C用的是将4个采用值求平均的方法。陀螺仪数据没有做补偿，手册里说线性度5%，
我想应该够用了。
4 多调节量有个感性的认识:
假如50%的油门选悬停，来了一个扰动导致四轴以1秒中转半圈，角速度=180度/S *(ENC-03灵敏度 0.68毫伏/
度/秒)=122.4毫伏， KK板用的基准源很奇怪，用的是LM317一颗电源芯片，更奇怪的压差=0，这样的设计这个
基准就很难准了，我们假设基准=5V ，AVR的ADC为10位一位电压=5000mV/1024=4.88毫伏/LSB
输出数值=25.08，可以看出分辨率不怎么的，当然ENC-03也不是个精密器件

5 对速度进行积分，将陀螺的输出值GyroYaw/4再加上积分值GyroYawI（初始是0）一次积分后增加6

6 关键地方到了，如何把陀螺仪的输出变成电机控制信号首先加上感度信息，算法是积分值GyroYawI×感度
（0-128）×0.0078 ，副翼ail输出量=当前角数度+角速度积分积分。
同理可以得到下面几个调整量
副翼 ail=3
升降 ele=3
方向 rud=3

7 遥控器调整量+PI调整量=最终控制量，不过我有一个疑问，假如陀螺是理想的，松开控制杆后飞行器会回到
水平状态，但由于陀螺的线性度和干扰，肯定会飘的，最终会使基准点飘移，原来松杆回复到平面的就会倾斜
，不过这就要看实际情况到多长时间能够稳定

8另外积分加了限幅，如果没有限幅，你翻个180度筋斗，松杆，它就应该自己再翻回来，这个情况应该不会有
人喜欢。是不是把遥控信号加到积分信号中会好一点

9 KK_C的算法是比较简单实用的，但是调节的地方太少，电机，桨，电调，电池都是非线性的，调整周期也比
较长20MS吧。没有通信口，加个串口调整参数，调个适合自己的手感会很不错。

10 AVR的开发环境真的是不那么友好，不知道最新的AVR STUDIO是否都整合了，JTAG线也不好自己做，
11 由于动力系统的非线性，打方可能会上串下跳，如果电机特性一致，电调和桨线性好的话，幅度会不大，
没办法，也许加个Z轴加速度器会好点。

另外淘宝上的飞控价格差别太大了，人家都开源了，做一块5×5的PCB也不值几个钱器件批量也就50左右，
加上商家的成本买和服务160也过的去，如果自己的创新，300块有有那么点心黑了

本人小学语文不及格，看不懂也在情理之中，况且买的散件一直没到货，就先胡乱看了下程序，希望早点发货
能先玩上。
如果GALE老大看到了，不对的地方请多多指教，最好做个带串口输出的程序，收集数据，说不定能搞出个数学
模型，这样会有更好的控制算法出现

gale · 发表于 2011-7-30 15:20

谢谢分析。
1、遥控信号加到积分信号从道理上分析是好的，不过如果真做了，你会发现人的反应速度跟不上。。。反应那可是相当之迅猛。你可以在方向通道试试，这样不容易引发炸鸡。要这样做，需要有好的陀螺芯片，KK用的ENC03很难。。。
2、KK_C开源也提供了更多玩法的可能性，比如你提到的动力系统非线性，如果你对自己使用的电机进行一些标定工作，然后将对油门的控制线性化，将会得到非常理想的效果。那么你会问为什么KK_C不做油门线性化？因为我无法提供大家简单易行的标定手段，只能开源，让有兴趣又有耐心的玩家去做了。
3、对于ENC03的那些参数，比如电压，传感角度等等，大可放到脑后，整个KK还是基于差动来控制的，它关心的是变化量，而不是绝对值。

本地有模友用KK_C做过脱控悬停，大概可以到1~2分钟不碰遥控器，当然，作为一个低档的飞控，并不是纹丝不动，过程非常有趣，可以看到KK_C的积分在努力纠正飞行器的姿态，飞行器的摇摆逐步增大，到了2分钟后，摇摆已经很让人担心了，必须介入控制（但是还不会炸鸡），呵呵。以我的经验看，你做好动力线性化，可以解决好多问题。

事实上，虽然动力是非线性的，通过调节配重，可以让悬停点尽可能落在线性区。也就是说，四轴并不是越轻越稳的，这也是用同样的KK配置，有些人很稳，有些人不稳的一个重要原因——有些人的重量/动力配置比恰巧落在非线性区，那效果就差了。

archfly · 发表于 2011-7-31 16:29

学习了，坛子里高人辈出啊

八三四一 · 发表于 2011-8-1 00:13

:em26:

old_ox · 发表于 2011-8-1 12:17

都是高人呀，我看不懂程序。
试着烧过KK＿C，不知道是不是我的板子问题。飞起来飘的很，稳不住，用手抓住试机，摇动机身时，反抗力很小，感度已开到最大了。解锁必须要把油门微调向下300多才行（天九的控）。并且这样有时收油门到最低时，电机还不停转，（好盈30A电调，校过油门行程）。
最后还是烧的韩版2.0程序，油门　、解锁都很好。但也是感度开到最大才行。飞行正常。翻斤斗半径也还算小。

yhybear · 发表于 2011-8-1 21:47

路过学习～:em26:

xukkkkkk · 发表于 2011-8-1 22:01

请注意下ADC的REF电压，这个也会影响性能的

57649837 · 发表于 2011-8-1 22:32

我纯粹的菜鸟, 但是感觉到kk的飞控板还是有发展空间的
那位程序高手,能不能研究研究.
在kk板四轴的x或者+的模式下输出控制还留有两个端口,
能不能写一段代码把他们两个用上.功能是把陀螺的平衡的信号输出.用作fpv的一次平衡控制云天,用于保证有大动作时的修正(就像x450标配的那个效果)
再用另一组舵机控制云台,也就是说摄像头平衡是用了两组舵机.(也就是四个)
还有一种方案,也是用剩余的那两个通道输出陀螺的信号,但是再另外做出一个电路,用这个电路把接收机两个通道的信号和kk板输出的陀螺信号中和.来控制云台,这样真的生了不少钱.

说的不知对不对,大家随意拍砖.

liu_tianyi · 发表于 2011-8-1 23:56

关于PPM读取，KK用的是中断的方式，4个遥控器通道接在了MEGA168的PCINT端口上，当电平改变时触发中断。一个上升沿一个下降沿后输出值，期间不占用MCU

void IsrRxCh1(void)
{
      BITSET(RxValid,0);
      if(PIND&2) //Rising 上升沿
      {
               RxChStart1=TCNT1;
      }
      else//Falling 下降沿
      {
               RxChBusy=1;
               RxCh1=TCNT1-RxChStart1;
            RxChBusy=0;
      }
}

kerrwang · 发表于 2011-8-2 12:34

原帖由 gale 于 2011-7-30 15:20 发表
谢谢分析。
1、遥控信号加到积分信号从道理上分析是好的，不过如果真做了，你会发现人的反应速度跟不上。。。反应那可是相当之迅猛。你可以在方向通道试试，这样不容易引发炸鸡。要这样做，需要有好的陀螺芯片，KK用 ...

Gale 老大，能否给我们讲一下，动力与重量是否在线性区的概念，如同上面所讲，如果在线性区，控制会很好，如果在非线性区会很差，我感觉我可能处在非线性区，麻烦了。

[ 本帖最后由 kerrwang 于 2011-8-2 12:36 编辑 ]

maxuedong · 发表于 2011-8-4 16:14

正要开始研究KK_C代码!看得有点晕，继续努力

gale · 发表于 2011-8-14 21:41

原帖由 kerrwang 于 2011-8-2 12:34 发表

Gale 老大，能否给我们讲一下，动力与重量是否在线性区的概念，如同上面所讲，如果在线性区，控制会很好，如果在非线性区会很差，我感觉我可能处在非线性区，麻烦了。

这个说来话长，我和本地模友解释也要花3~5分钟。。。我简单说一下，你看看能不能理解吧。。。（以下解释中的数据均为举例，并非实际数据）

由于动力系统的各方面因素，比如电池内阻、磁钢、电调、螺旋桨、空气阻力等等。。。电机+螺旋桨输出的拉力，和控制信号之间的关系不是线性的。

在线性状态下，假设控制信号为80的时候，拉力为800g，那么控制信号为90的时候，拉力为900g；控制信号为70的时候，拉力为700g；
在非线性状态下，就不好说了，可能信号90，拉力880g；信号70，拉力730g。。。

那么线性和非线性有什么差别呢？对于四轴，这个差别可重要了！

四轴是通过四个旋翼之间的相互作用力来保持平衡的，举例而言，当推油门的时候，控制信号增加10格，那么就要求四个轴的动力同时增加100g（再次强调数据仅供理解，非真实）；如果四轴一致性差，那么就不会平稳上升，而是会出现姿态变化。。。
其实这还好，因为只要四个轴一致性好，就算非线性也能做到一样变化。

我们再看看打方向舵的时候。。。
你知道，打方向的时候，2个桨拉力上升，两个桨拉力下降，上升的值等于下降的值，这样总升力不变而反扭力改变，形成方向偏航。。。如果处于动力的非线性区，结果就是增加升力的两个轴和减少升力的两个轴，无法互补，结局是什么？
结局就是，一打方向舵，高度还***变化了。。。
其实这还好，但是高度一变，你要补油门。。油门再一变，其他姿态有***变了。。。。

所以动力系统线性好和线性不好，差别可大了。。。高级的飞控会适应电机电调的问题，可KK这样低档的飞控可不会，这需要你自己来改造它。。。
PS：这个道理可以解释同样的飞控低KV电机组四轴会更稳定————因为低KV电机线性好（为什么线性好？呵呵，这其实根在电机上，原因却在电调上，以后再说）
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再看看我说的配重的概念：
动力系统虽然整体上肯定是非线性的，但是在动力输出的某一段一般都是线性的，这一段，一般都在中点附近（注意，不一定是油门中点，是电机的动力输出中点，我们推油门到一定程度以后，电机其实已经是最大输出了，往后都是虚的行程了）。

假设我们的四轴非常重，重到四个电机都要输出95%的功率才能勉强拉起，这时候会怎么样？很显然，各个方向的控制很吃力了，最多只有5%的调节余量。（这个不能理解我就懒得说了。。。）

那么假设我们的四轴非常轻，轻到四个电机才输出10%就已经腾空而起了，这样好吗？
对高级飞控来说，好！对KK来说——不好！
为虾米？
因为这时候电机处于非线性工作状态。。。用KK的简单算法来调节，真是叫做顾此失彼，此起彼伏啊。。。
怎么办？

很显然，如果整个机子的重量让四个电机在悬停的时候，功率输出都是在线性区域的中点，那效果就直追高档飞控了（也仅仅是直追，要说赶上接近，咳咳。。。）。我这里提一个方案，该方案未经验证————设计四轴的时候，让起飞重量等于四轴最大输出拉力的40%，这样应该是最稳定的飞行状态。

对于这个问题，我有过一次实际经验，我在坛子里也发过一次微型的用1806电机的KK四轴，当时这个四轴极度不稳，但是加挂了一个3S电池之后，就变得稳了，除却重心低的因素之外，电机线性的因素更为关键（1806 KV2200是一款线性很差的电机。。。）。