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드론7

지글로 니콜스(Ziegler-Nichols)방법으로 드론 PID 튜닝하는 과정 우리는 드론을 제어하기 위해 PID 제어기를 사용하게 된다. PID 제어기에서 우리가 결정하는 것은 Kp,Ki,Kd 매개변수 값이 된다. 이 값들을 얻어 내면 드론을 안정되게 띄울 수 있다. Kp,Ki,Kd 를 증폭 값 또는 게인이라고 한다. 그리고 적절한 증폭 값을 수학적 혹은 실험적-경험적 방법을 통해 계산하는 과정을 튜닝(tuning)이라고 한다. PID 제어기의 튜닝닝에는 여러가지 방법이 있다. 필자는 그중에서 가장 널리 알려진 Ziegler-Nichols 으로 튜닝을 하였다. Ziegler-Nichols 방법은 경험적으로 PID 제어기를 조절하는 방법이다. 표에 의하면 Ku 와 Tu 값을 얻을 수 있다면 또한 우리는 적절한 Kp,Ki,Kd 의 값을 얻을 수 있다. Ziegler-Nichols 방.. 2022. 10. 6.
Roll, Pitch, Yaw 대한 MPU-6050 센서 드론이 Roll, Pitch, Yaw 는 아주 중요한 요소이다. 이 세 가지 조건에 대한 정확한 정보가 없다면, 드론을 제대로 띄을 수 없다. Roll, Pitch, Yaw 란 ? 전방 기준 배는 좌우로 흔들릴 수 있고 배는 앞뒤로도 흔들릴 수 있다 또 배는 방향을 전환할 수도 있다. 이때 각각을 Roll, Pitch, Yaw 라고 한다. 배의 경우 Yaw가 아주 중요한 요소다. 이러한 현상은 비행기에도 나타난다. 아래 그림 참조 Roll은 비행체의 좌우 기울어짐의 정도, Pitch는 전후 기울어짐 정도 , Yaw는 수평회전 정도이다. 드론의 경우 비행기와 같고 아래 그림은 드론의 Roll, Pitch, Yaw를 나타낸다. Roll : 드론의 전방 기준 좌우 기울어짐 Pitch : 전후 길어어짐 Yaw .. 2022. 10. 5.
드론용 모터와 일반 모터 일반적으로 드론용 모터로는 BLDC 모터가 사용됨 BLDC(BrushLess DC) 모터는 DC 모터의 일종으로 브러시 없는 모터이다. 브러시가 있는 일반 DC 모터는 아래 그림 참고 일반 DC 모터를 구동하기 위해 정류자를 통해 코일과 연결된다. 전지로부터의 전류가 카본 브러시와 정류자를 통해 코일로 전류가 흐르면서 회전한다. 이 과정에서 브러시와 정류자 간에 마찰과 열이 발생하게 된다. 그래서 브러시가 있는 일반 DC 모터는 이러한 마찰과 열에 의해 효율이 60% 내외이다. 또 브러시의 마모에 의해 모터의 수명도 짧아지게 된다. 이러한 단점 때문에 BLDC 모터는 브러시를 사용하지 않는다. BLDC 모터의 구조 BLDC 모터는 축을 돌리기 위해 코일과 자석이 사용됨 이 점은 일반 DC 모터와 같지만 .. 2022. 10. 5.
호버링 필요한 센서들 지자기 센서 지자기 센서란 멀티 콥터가 지자기 센서 나침판처럼 지구의 자력을 감지하여 멀티 콥터가 어느곳을 향하고 있는지 감지하는 센서이다. 이것을 지자기(Geomagnetic Sensor) 라고 부르는데 크게 홀 이펙트 (Hall Effect) 나 MR (Magnetoresistive Effect, 자기 저항 효과) 효과를 이용하여 만들어진다. 지구 내핵에 있는 물질이 회전해서 생긴것이라고 추측되고 있는 지구 자기장은 우주 방사선으로 부터 지구를 보호해 준다고 한다. 이 자기장은 지구 표면에서 대략 25 ~ 65 uT(Micro tesla) (0.25 ~ 0.65 Gauss) 정도로 측정되고 있다. 나침반이 북쪽을 가리키는 이유는 이러한 지구 자기장에 의한것이다. 그런데 아쉽게도 이 지구 자기장에 의한.. 2022. 10. 5.
광학위치인식센서(Optical flow sensor) 옵티컬 플로우의 개념은 1940 년대 미국의 심리학자 제임스 깁슨 (James J. Gibson)이 세계를 움직이는 동물에게 제공되는 시각적 자극을 설명하기 위해 도입되었습니다. 옵티컬 플로우라는 용어는 모션 디텍션, 오브젝트 세그먼테이션, 타임 - 투 - 콘택트 정보, 확장 계산의 초점, 휘도, 모션 보상 인코딩, 스테레오 불일치 측정을 포함한 이미지 프로세싱 및 네비게이션 제어와 관련된 기술을 포함하는 로봇 공학자들에 의해서도 사용됩니다. 옵티컬 플로우 또는 옵틱 플로우는 관찰자와 장면 사이의 상대적인 움직임에 의해 유발되는 시각적 장면에서의 물체, 표면 및 가장자리의 명백한 움직임의 패턴입니다. 옵티컬 플로우를 계산하는 알고리즘은 방법에 따라 크게 미분법(differential method), 위상.. 2022. 10. 5.
PID 개념 PID 란 PID 제어기의 일반적인 구조 표준적인 형태의 PID 제어기는 아래의 식과 같이 세개의 항을 더하여 제어값(MV : Manipulated Variable)을 계산하도록 구성이 되어 있다. 이 항들은 각각 오차값, 오차값의 적분(integral), 오차값의 미분(derivative)에 비례하기 때문에 비례-적분-미분 제어기 (Proportional–Integral–Derivative controller)라는 명칭을 가진다. 비례항 : 현재 상태에서의 오차값의 크기에 비례한 제어작용을 한다. 적분항 : 정상상태(steady-state) 오차를 없애는 작용을 한다. 미분항 : 출력값의 급격한 변화에 제동을 걸어 오버슛(overshoot)을 줄이고 안정성(stability)을 향상시킨다. 1) P 제.. 2022. 9. 14.
드론 (시간 함수 - millis() 함수) 1. 드론에서 사용하는 목적 - 자이로센서 값을 이용하여 드론이 회전한 각도 계산 - PID 출력 값을 얻어낼때 미분과 적분을 사용 - millis()함수를 이용하여 단위(dt)값을 얻어냄 2. millis()와 delay()의 차이점 millis() 함수 : 시간과 관련된 여러개의 작업들을 동시에 수행하고자 할 때, 꼭 필요한 함수 - > 아주 중요한 지연함수 delay() 함수 : 여러개 작업들은 동시에 수행하고자 할 때 적합하지 않다. 2022. 9. 8.
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