Как можно стабилизировать Arduino-квадрокоптер?

Для стабильности и настройки необходимо сделать время цикла настройки совместимым с физической системой. Насколько быстро вызывается этот корректирующий код относительно того, насколько быстро колеблется физическая система? Без этого контроля настройка усиления будет затруднена, особенно для krI и krD.

Например, если вы обновляете данные каждую миллисекунду и требуется 1/10 секунды, чтобы физически измениться с -90 на 0 при текущей настройке roll_thrust, kP достаточно только для регулировки roll_thrust kP *(RollDelta/2)*DT/dt=0,002*(90/2)*0,1/0,001=9 Это разумная корректировка для тяги/мощности двигателя 1200+? Если вы сэмплируете достаточно быстро, чтобы сделать его способным к полной регулировке (+/-800?) с этим конкретным kP, вам может потребоваться сэмплировать в 88 раз быстрее (1 мс / (800/9) = 0,01125 мс). С другой стороны, я бы вычислил, как быстро вы можете производить выборку, а затем выбрал бы krP, который мог бы обеспечить корректировку с полным смещением в разумные сроки.

Возможно, подумайте о adjust как о переменной состояния roll_thrust, измеряемой в единицах ESC_микросекунд, а krP — это коэффициент преобразования любой ошибки, которую вы измеряете. Это ошибка угла крена? ошибка скорости вращения? Ошибка абсолютной скорости вращения? Это выглядит так:

float newRate = 2 * (newRoll - currentRoll); // Как быстро дрон должен попытаться
if (newRoll - currentRoll < 0) {             // настроить на основе ошибки.
   newRate = 0 - newRate;
}

по существу:

float newRate = 2 * abs(newRoll - currentRoll); 

что может сделать управление прерывистым. Если currentRoll является заданным значением позиционного угла крена, он не сможет определить, находится ли он на той или иной стороне.

Если вы хотите, чтобы при угле крена -90 градусов был полный газ в одну сторону и 90 градусов — в другую, тогда krP должен быть порядка 900us/90deg=10us/градус. И krI=krD=0 для начала.

Я бы закодировал отдельные PID для управляющих переменных thrust, roll_thrust, pitch_thrust, yaw_thrust, а затем суммируйте их вместе, чтобы получить выходы {NE,NW,SE,SW}Power. Тогда вы сможете контролировать и контролировать в пространстве {thrust,roll_angle,pitch_angle,yaw_rate}, и кодирование будет более простым и интерпретируемым.

Чтобы убедиться, что приемник получает правильный сигнал от излучателя, обязательно некоторое время тщательно проверяйте сигнал на приемнике. Как только сигнал на приемнике будет проверен, можно двигаться вперед шаг за шагом. Первым шагом является приведение в действие 4 ESC/моторов одним и тем же сигналом, поступающим от дроссельной заслонки. Как только поведение 4 моторов будет соответствовать изменениям дроссельной заслонки, поступающим от эмиттера, пора переходить к следующему шагу. Следующий шаг связан с микшированием тангажа/крена/рысканья, поступающего от эмиттера. Микс добавляется/удаляется в/из дроссельной заслонки, адресованной каждому двигателю. Поведение 4-х моторов должно показывать именно тот микс, который исходит от эмиттера. "приемлемый" mix примерно так (в тех же единицах, градусах или микросекундах):

Что-то вроде этого:

int throttle_gaz;
int roll_length, pitch_length, yaw_length;

throttle_gaz=pulse_duration[throttle_chanel];
if ( abs(throttle_gaz-1500) <= 50 )
{
 throttle_gaz=1500; 
}
roll_length=pulse_duration[roll_chanel]-1500;            //РУЛОН
if (abs (roll_length) <=100 )
{
roll_length=0;   
}
roll_length/=3;

pitch_length=pulse_duration[pitch_chanel]-1500;           //ПОДАЧА
if (abs (pitch_length) <= 100 )
{
  pitch_length=0;   
}
pitch_length/=3;

yaw_length=pulse_duration[yaw_chanel]-1500;             // Рыскание
if (abs (yaw_length) <=100 )
{
  yaw_length=0;   
}
yaw_length/=3;

//добавляем/вытягиваем из THROTTLE (pulse_duration[throttle_chanel])
//меняем знак (+/-) согл
pulse_length_esc1=throttle_gaz + roll_length + pitch_length - yaw_length;
pulse_length_esc2=throttle_gaz - roll_length +  pitch_length +  yaw_length;
pulse_length_esc3=throttle_gaz + roll_length - pitch_length  + yaw_length;
pulse_length_esc4=throttle_gaz - roll_length -  pitch_length  -  yaw_length;