Für den Flug sind Freddy und Peter vorbereitet.

Setup

Firmwarekonfiguration

Für beide Modelle (Freddy und Peter) wurden die folgenden Parameter gesetzt:

  • FW_AIRSPD_MAX auf 30 m/s
  • FW_AIRSPD_MIN auf 15 m/s
  • FW_AIRSPD_MIN auf 20 m/s

Vor den Flügen

Die ESC Kalibrierung wurde für beide Flieger durchgeführt (Pixhawk Dokumentation: ESC Calibration)

Für beide Flieger wurde die komplette Sensorkalibrierung durchlaufen (Compass, Gyroscope, Accelerometer, Level Horizon).

Die Kalibrierung wurde mittels Kompass grob geprüft.

Für Peter wurde nach der Kalibrierung ein falscher Horizont angezeigt, welcher auch zu Ausschlägen der Ruder führte. Das Problem verschwand nach einer erneuten Kalibrierung.

Die Konfiguration nach der Kalibrierung wurde jeweils gespeichert.


Flug mit Freddy

Konfiguration:

  • Firmware 1.7.3
  • 1400g Gewicht
  • Schwerpunkt kurz hinter dem vorderen Servokabel am Flügel
  • COBRA C-2814/20 mit 850 KV
  • Propeller 10×7
  • 4000 mAh Akku
  • Pi im Videomodus

1. Flug:

Problemloser Start durch Abwurf aus dem Lauf.

Die programmierte Mission wurde komplett abgeflogen.

Die Landung erfolgte weit hinter dem ursprünglich angepeilten Zielpunkt.


Flüge mit Peter

Konfiguration:

  • 2000g Gewicht
  • Schwerpunkt kurz hinter dem vorderen Servokabel am Flügel (Zwischen den Flügen geändert)
  • COBRA C-2814/20 mit 850 KV
  • Propeller 10×7 (Zwischen den Flügen geändert)
  • 10000 mAh Akku
  • Kein Pi (hatte keine 64GB SDKarte zum direkten Kopieren)

1. Flug:

Konfiguration:

  • Schwerpunkt kurz hinter dem vorderen Servokabel am Flügel
  • Propeller 10×7

Problemloser Start durch Abwurf aus dem Lauf.

Die programmierte Mission wurde komplett abgeflogen.

Die Landung erfolgte weit hinter dem ursprünglich angepeilten Zielpunkt und wäre fehlgeschlagen, also wurde manuell gelandet.

Konfigurationsänderung für die folgenden Flüge:

Der Schwerpunkt wurde geändert indem der Akku etwa 1-1,5 cm nach hinten versetzt wurde.

Position Akku

Schwerpunkt etwa auf dem dem hinteren Servokabel am Flügel

2. - 5. Flug:

Konfiguration:

  • Schwerpunkt etwa auf dem dem hinteren Servokabel am Flügel
  • Propeller 10×7

Es wurden mehrere Starts durchgeführt: TODO: FLUGINFO AUS VIDEOS

Konfigurationsänderung für die folgenden Flüge:

Aufgrund der erfolgreichen vorhergehenden Starts wurde der 10×7 Propeller durch einen 10×8 Propeller ersetzt. Es wird vermutet das der 10×8 Propeller zwar eine höhere Reichweite ermöglicht, beim Abwurf aufgrund von Stömungsabriss am Propeller jedoch weniger Schub liefert.

6. Flug:

Konfiguration:

  • Schwerpunkt etwa auf dem dem hinteren Servokabel am Flügel
  • Propeller 10×8

Beschreibung:2018-09-27_18-38-21.zip

  • Beim Abwurf aus dem Lauf drehte sich der Flieger und kippte etwas nach links (siehe Analyse)
  • Der Autopilot versuchte eine Mission abzufliegen, näherte sich dabei aber dem Boden so stark, dass manuell eingegriffen wurde
  • Die Landung erfolgte manuell

Daten:

7. Flug:

Konfiguration:

  • Schwerpunkt etwa auf dem dem hinteren Servokabel am Flügel
  • Propeller 10×8

Beschreibung:

  • Beim Abwurf aus dem Lauf drehte sich der Flieger und kippte stark nach links (siehe Analyse)
  • Der Autopilot flog erfolgreich die einprogrammierte Mission
  • Die Landung erfolgte automatisch

Daten:


Analyse

TODO: Herausarbeiten der Parameter für das korrekte TECS Tuning bezüglich Höhe

(siehe https://docs.px4.io/en/advanced_config/pid_tuning_guide_fixedwing.html)

Laut der Telemetrie sollten die Werte ungefähr wie folgt ausfallen:

  • FW_AIRSPD_TRIM 17 m/s (61,2 km/h)
  • FW_THR_CRUISE etwas weniger als 0.5 (50%) → wir haben etwa 40% Throttle für 15m/s gehabt
  • FW_THR_MAX 1.0
  • FW_THR_MIN 0.0
  • FW_AIRSPD_MIN 12 m/s
  • FW_T_CLMB_MAX etwas weniger als 8 m/s
  • FW_AIRSPD_MAX 35 m/s
  • FW_T_SINK_MAX 15 m/s
  • FW_T_SINK_MIN sollte noch ermittelt werden

Sämtliche Werte sollen anhand der Log-Files überprüft werden.

TODO: Analyse der Auswirkungen des 10x8 gegenüber des 10x7 Propellers:

  • Höchstgeschwindigkeit
  • Stromverbrauch bei gegebener Geschwindigkeit

TODO: Vergleich des tatsächlichen mit dem berechneten Verbrauch

Untersuchung Höhenproblem einer Mission

Hier das entsprechende Flight Review: Flight Review 6. Flug (Mission mit Höhenproblem)

Das Problem scheint durch eine bestimmte Version der QGroundControl Software verursacht zu werden.

Schub beim Start

Kurz nach dem Abwurf aus dem Lauf hat der Flieger eine Geschwindigkeit von etwa 35 km/h. Diese war überraschend gleichmäßig über die verschiedenen Starts (Peter 1. - 7.) mit etwa 32 - 37,5 km/h.

Die Beschleunigung der X und Y Achse mit den unterschiedlichen Propellern wurde untersucht:

10×7:

7,3 - 8,1 m/s^2 (1. - 5. Start)

Mittelwert: 7,6 m/s^2

10×8:

7,0 und 7,3 m/s^2 (6. + 7. Start)

Mittelwert: 7,15 m/s^2

Der 10×8 Propeller bringt also keinen größeren Nachteil bei der verwendeten Abwurfgeschwindigkeit. Bei einer niedrigeren Abwurfgeschwindigkeit sind deutlichere Unterschiede zu erwarten.

Pitch während des Missionsflugs

Wie sich erkennen lässt ist der Pitch zum halten der Höhe während einer Mission mit dem geänderten Schwerpunkt deutlich besser.

Schwerpunkt zu weit vorne, 10×6 Propeller, Wehringen 9.9.2018:

Schwerpunkt nach hinten verlegt, 10×7 Propeller, Diedorf 27.09.2018:

Schwerpunkt weiter nach hinten verlegt, 10×8 Propeller, Diedorf 27.09.2018:

Abfangbögen bei unterschiedlichem Schwerpunkt

In den Pitchdiagrammen lassen sich die Abfangbögen bei den unterschiedlichen Schwerpunkten gut erkennen.

1. Flug (Schwerpunkt weiter vorne)

2. Flug (Schwerpunkt weiter hinten)

Ein direkter Vergleich der beiden Kurven zeigt klar den Unterschied:

Abwurf beim 6. und 7. Flug

6. Flug: Beim Abwurf zum 6. Flug (bei 27:59:130) kippte der Flieger etwas nach links. Die Untersuchung des Logs zeigt, dass die Drehbewegung schon vor dem Abwurf beginnt.

Das volle Leistung wird bei 27:59:130 kommandiert. Der Abwurf erfolgt bei bei 27:59:230. Dadurch wird das Gegendrehmoment noch in der Hand aufgebaut und kann etwas abgefangen werden.

7. Flug: Die volle Leistung wird bei 47:08:370 kommandiert. Der Abwurf erfolgte bei 47:08:380. Dadurch wird das Gegendrehmoment des Motors erst in der Luft aufgebaut und voll auf den Flieger übertragen.

Fazit: Eine bessere Einstellung des Wertes LAUN_CAT_A würde ein solches Verhalten vermutlich verhindern. Der Flieger würde früher einen Start erkennen und damit die volle Leistung früher kommandieren.

Höhenänderungsverhalten

Beim Flug am 19.9.2018 war ein Problem das Höhenänderungsverhalten.

Bild 1: Höhenänderung beim Flug am 19.9.2018 mit den originalen TECS Parametern

In Bild 1 sieht man die Höhenänderung beim Landeanflug mit TECS Parametern, die zur einem geschätzten Airspeed von 15 m/s führen. Der THR_CRUISE steht auf 55%. Man kann deutlich das Übersteuern bei der Höhenänderung sehen.

Bild 2: Freddy vom 27.9.18 mit den geänderten TECS Parametern

Im Vergleich sieht der Flug von Freddy bei der Höhenänderung besser aus. Allerdings wurde nicht das gleiche Profil geflogen und deshalb ist es nicht ganz vergleichbar. Geändert sind der TECS Speed (15 m/s → 22.5 m/s) und der geflogene Speed wegen der Änderung beim THR_CRUISE (0,55 → 0.40). Am 27.9. war allerdings auch mehr Wind (ca. 6 km/h), der dargestellte Speed ist der Groundspeed. Im eigentlichen Landeanflug folgt der Flieger sehr gut dem Sollhöhenverlauf. Erst in der Endphase

Bild 3: Höhenänderungsrate vom Flug vom 19.9.2018

Bild 4: Höhenänderungsrate vom Flug von Freddy

Beim Vergleich der Höhenänderungsraten kann man sehen, dass mit den geänderten Parametern die Höhenänderungsraten sehr viel besser mit den Solländerungen übereinstimmen.

Bild 5: Höhe beim Landeanflug von Peter (Flug 2).

In Bild 5 ist der Höhenverlauf beim Landeanflug von Peter mit 10000 mAh Akku und THR_CRUISE=50% zu sehen. Der Flug vom 19.9. und der Flug von Freddy wurden beide mit 4000 mAh Akku durchgeführt. Bei dem Flug von Peter ist das Höhenänderungsverhalten wieder schlechter.

Fazit: Das Höhenänderungsverhalten lässt sich mit den TECS Parametern beeinflussen. Der Airspeed sollte mit dem im TECS verwendeten möglichst gut übereinstimmen. Um den Einfluss der Parameter jetzt wirklich zu analysieren muss man am gleichen Tag mit dem gleichen Flieger den gleichen Kurs fliegen und einen Parameter ändern.

  • searchwing-flug-20180927.txt
  • Last modified: 2018/10/07 21:11
  • by natwati