6軸ジャイロの働きと裏技。

6軸制御(3軸角加速度+3軸加速度)を搭載したヘリ、マルチコプターが増えてきました。

KK2.0ではセルフレベル機能と高度補正機能を使うと6軸制御となります。

高度補正は外乱による上下の加速度を検出し、これに対抗して高度を安定化。

セルフレベル機能はその名の通り自動的に水平姿勢を保つ機能で、3軸の加速度計で重力の掛かる方向を検出し、常に重力に対して水平の姿勢(キャリブレーション時の姿勢)に戻そうとします。
(ヘディングロック(I)制御とセルフレベル動作はぶつかりますが、最終的にセルフレベル動作が勝ちます)

回転翼機ではロングマストのフライバー付きヘリような特性に。

定速移動や風の中でのホバリング、動演技では常に微妙な舵を保持することが必要になるので、セルフレベル機能は無風で移動距離の少ないインドア向けでしょう。

セルフレベルOFFの3軸制御では3軸ヘディングロック制御でフライバーレスヘリと同じ特性になり、自立安定はありませんがスティックから手を離すとその姿勢を維持するので、屋外ではホバリング、上空飛行ともこちらの方が飛ばしやすいと思います。



そしてKK2.0FCを裏返しに装着してセルフレベル機能を使うと、高度制御と同じように加速度計が瞬間的な前後移動に対抗する働きをしてホバリング安定が劇的に向上(体感では通常の3倍)。

裏使用は風の有無にかかわらず効果的ですが、裏返すので高度制御は使えなくなります。

逆に働いてマイナス安定になってしまう本来の動作は、そのぶんジャイロゲインを上げる事によって対応出来るようです。

ピッチ軸に関しては、ツインコプターは胴体がいつも水平なのでセルフレベル機能は働かず、移動防止機能のみが上手く機能します。

ただし静演技程度の姿勢変化なら問題無いものの機体の傾斜が大きくなるほど本来の機能による逆舵が強くなり、突風などで傾斜が極端に大きくなるとサーボやESCが逆方向にロックされてしまい、こうなると大変危険。

最初は裏使用が本来の使い方だと勘違いしていました、オスプレイの最初の墜落原因はコレだったようです。
(強風で暴れたあと勝手にロールし、一杯に復帰操作しても戻せず墜落)

OpenAero2では3Dモード(ツインコプターでは必須)とセルフレベルの同時使用は不可で、先日のモード転換テストの日もセルフレベルは全く使っていません。




まだ試していませんが、水平を保てば真っ直ぐ飛び続ける固定翼機の方がセルフレベル機能と相性がいいと思います。

OpenAer2はそういう目的で開発されたものでしょう。

上反角効果の小さい機体(アクロ機等)は空力的な自立安定が無く、機体の姿勢を目視で制御し続ける必要がありますが、風による姿勢の乱れは少なく耐風性は良好。

上反角効果の大きい機体(練習機等)は風による姿勢の乱れが大きく風は苦手。
(空力的自立安定は風に吹かれると逆効果)

上反角効果の小さい機体にセルフレベル(OA2ではオートレベル)機能を働かせると自立安定と耐風性を両立でき、スケールジェット、FPV、初歩練習等には非常に有効と思われ、またスイッチ一つでニュートラルな運動性が得られるでしょう。

逆に高翼機のエルロンにヘッドロック制御を働かせると中翼機のようなニュートラルな特性になりますが、強い上反角効果を電子制御で抑えようとしても限界があります。


加速度計は地球の重力の影響を受け続けるため検出値をそのまま出力に反映させるとセルフレベル動作となります。

しかし高度補正と同じように機体の直線移動を防ぐ機能のみを動作させる事ができれば回転翼機の静演技、固定翼機の垂直ホバリング系演技では非常に有効な機能だと思えます。

移動による加速度変化と傾斜による重力変化を完全に分離するのは難しい計算が必要かもしれませんが、加速度の瞬間的な変化率を算出して出力値に反映させれば実現可能なようにも思えます。

現在そのような機能を持った製品があるのかどうかは不明です。





それと、KK2.0フライトコントローラーは電圧低下に弱く、サーボの使用電力に対してBEC容量に余裕が無い場合フライトコントローラーが瞬間停電→シャットダウンしやすく、こうなると再起動するまでノーコン(操縦不能)になってしまうとの事。

そのためKK2.0の「出力端子M1、全入力端子、KK2.0」と「出力端子M2~8」は電源が別系統になっています。

OpenAero2で固定翼機を飛ばす場合や、マルチコプターでサーボを使う機体はFCと同じ電源にサーボを繋がないよう注意が必要でしょう。

オスプレイでは左右のESCから2系統の電源を引いています。

ミニカタナではESCのBECの他に独立BEC(3A)を使用する予定。

また過放電等で電圧が下がった場合も受信機が落ちる前にKK2.0のリセットが掛かってノーコンになるので要注意。

また金属等との接触で基板をショートさせると故障するそうです。
http://www.rcgroups.com/forums/showpost.php?p=23639146&postcount=1029

tag : ラジコン マルチローター KK2.0 ツインコプター マルチコプター

コメント

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No title

こんにちは

OA2の件でこちらに辿り着きました。参考になりました。
電圧低下でリセットの件は手元で確認できました。
#最初は何がおきたかわからなかった^^;

LEDがやたら明るいので、電流食っているような気もしてます。

Re: No title

お役に立てば何よりです、書いた甲斐がありました。

重要な事ですがマニュアルを読んでも見落とし易いんじゃないかと思います。

No title

kei寅さん、こんばんは。

年末のご挨拶に伺いました。
本年はいろいろと教えていただきありがとうございました。
国内では稀少なOpen9xサイトとして、来年はますますご活躍されることを祈念しています。

9XRにOpen9xを乗せましょう。(^^)

Re: No title

tiger22さん、あけましておめでとうございます!
tiger22さんのおかげでカスタム9Xに出会うことができRCの幅が大きく広がりました、大感謝です!
今年もtiger22さんの情報網、頼りにさせて頂きますので宜しくお願いします!
Open9XRの話はまだ無いようですが、とりあえず9XRのレビュー楽しみにしています!
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Author:Kei寅
King3エアーウルフ、小型発泡機、デコパネ機等の空物ラジコンで遊んでます。

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