Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Drone selber bauen und Regler selber auslegen


von El D. (el_d)


Lesenswert?

Hallo zusammen,

ich habe demnächst vor, eine Drone von Stufe 0 aus zu bauen. Ziel ist es 
auch dass ich am Ende den Regler selber programmiere.

Da ich ein Regelungstechniker bin, würde ich gerne zum Bsp. einen MPC 
Regler oder villeicht auch mal mit Reinforcement Learning einen Regler 
auslegen.

Hat jemand bezüglich dies Erfahrung?
Kann mir jemand einen Hardware Setup empfehlen auf dem diese Regler 
anwendbar und realisierbar sind?

hat jemand erfahrung wie man die Software (von MATLAB ) auf den 
Microcontroller brint?

LG

von Cyblord -. (cyblord)


Lesenswert?

El D. schrieb:
> Hallo zusammen,
>
> ich habe demnächst vor, eine Drone von Stufe 0 aus zu bauen. Ziel ist es
> auch dass ich am Ende den Regler selber programmiere.
>
> Da ich ein Regelungstechniker bin, würde ich gerne zum Bsp. einen MPC
> Regler oder villeicht auch mal mit Reinforcement Learning einen Regler
> auslegen.
>
> Hat jemand bezüglich dies Erfahrung?
> Kann mir jemand einen Hardware Setup empfehlen auf dem diese Regler
> anwendbar und realisierbar sind?
>
> hat jemand erfahrung wie man die Software (von MATLAB ) auf den
> Microcontroller brint?
>
> LG

Oha willst du dabei auch was selbst machen oder brauchst du für wirklich 
jeden Schritt jemanden der dich an die Hand nimmt?
Es gibt ja nun einige Drohnen-Boards mit Quelloffener Software. Die 
Hardware ist immer sehr ähnlich, weil BL-Motoren zum Einsatz kommen und 
BL-Regler (eigentlich Steller) in der RC-Technik gang und gebe sind. 
Auch dort gibt es Exemplare mit offener Software.
Da kann man also überall in die SW reingucken.

Nur für eine Drohne muss man schon den Bogen von Matlab hin zum 
Microcontroller und dann zur restlichen Hardware hinbekommen. Wenn da 
nichts an Erfahrung vorhanden ist, wird das nichts.

Warum dann nicht die Hardware fertig kaufen und nur die Software selbst 
stricken?

: Bearbeitet durch User
von mech (Gast)


Lesenswert?

El D. schrieb:
> hat jemand erfahrung wie man die Software (von MATLAB ) auf den
> Microcontroller brint?

Na garnicht. Mit Matlab legst du den Regler aus und dann implementierst 
du den auf deinem Controller.

von Bernd K. (prof7bit)


Lesenswert?

mech schrieb:
> Na garnicht. Mit Matlab legst du den Regler aus und dann implementierst
> du den auf deinem Controller.

Und nach dem ersten Testflug verwirfst Du die Auslegung von Matlab 
komplett und stellst die Regler stattdessen von Hand ein.

von Dirk S. (fusebit)


Lesenswert?

Cyblord -. schrieb:
>

> BL-Regler (eigentlich Steller) in der RC-Technik gang und gebe sind.

Doch Regler, ohne die Rückkopplung zur Positionsermittulung würden die 
aktuellen BL-Regler im Modellbaubereich nicht funktionieren. Daher haben 
die meisten (besseren) auch einen Heli-Modus. Das ist dann eine 
konstante Drehzahl proportional zum Eingangssignal.
Meistens werden die BL-Regler aber tatsächlich mehr als Steller 
verwendet.
Aber das sind Details am Rande.

Bei der Fragestellung gibt es aus meiner Sicht nur eine Antwort: Erstmal 
in die Grundlagen einarbeiten, so wird das nichts. Eine Software für 
einen BL-Regler/Steller selber zu schreiben ist schon nicht ohne, aber 
die komplette Lageregelung einer Drohne ist noch ein paar Nummer 
komplexer.

Wie bereits erwähnt gibt es für beide Fälle gute Open Source Projekte.

von mech (Gast)


Lesenswert?

Bernd K. schrieb:
> Und nach dem ersten Testflug verwirfst Du die Auslegung von Matlab
> komplett und stellst die Regler stattdessen von Hand ein.

Sehr gut möglich :)

Aber das liegt dann auch nicht an Matlab, sondern am Anwender. Macht 
aber nix, Drohnen sind ja erstmal dankbare Strecken.

von Cyblord -. (cyblord)


Lesenswert?

Dirk S. schrieb:
> Daher haben
> die meisten (besseren) auch einen Heli-Modus.

1.) Völlig egal
2.) Ein Widerspruch. Die meisten sind reine Steller. Bessere haben einen 
Helimodus. Sind aber eben nicht die Mehrheit.

von Bernd K. (prof7bit)


Lesenswert?

Dirk S. schrieb:
> Eine Software für einen BL-Regler

Ich glaub wenn ich es richtig verstehe geht es ihm eher um die 
Lageregelung des Quads an sich, also Gyro -> Filter -> Regler -> 
Motordrehzahlen. Oder wenns Angle-Mode beherrschen soll kommt auch noch 
ein Accelerometer dazu und es wird noch komplexer. Das würde ich als die 
eigentliche Herausforderung betrachten.

ESCs und Motoren sind doch Stangenware. Aber natürlich kann man das auch 
noch selbst machen wenn man dem ganzen noch das Sahnehäubchen aufsetzen 
will.

von Cyblord -. (cyblord)


Lesenswert?

Bernd K. schrieb:
> Dirk S. schrieb:
>> Eine Software für einen BL-Regler
>
> Ich glaub wenn ich es richtig verstehe geht es ihm eher um die
> Lageregelung des Quads an sich, also Gyro -> Filter -> Regler ->
> Motordrehzahlen.

> ESCs und Motoren sind doch Stangenware. Aber natürlich kann man das auch
> noch selbst machen wenn man dem ganzen noch das Sahnehäubchen aufsetzen
> will.

Ja nur hat man heute eher Dronen die alles auf einem einzigen Board 
machen. Also auch die BL-Regelung. Ist auch effizienter weil man bei 
externen Reglern erst noch ein PPM Signal erzeugen muss und das im 
Standardfall nur 50Hz Widerholrate haben darf, auch wenn es das heute 
schneller gibt.
Trotzdem kann man sich das sparen.

von Bernd K. (prof7bit)


Lesenswert?

Cyblord -. schrieb:
> Ja nur hat man heute eher Dronen die alles auf einem einzigen Board
> machen. Also auch die BL-Regelung.

Ich kenne keine einzige. Jeder ESC hat seinen eigenen Prozessor, die 
sind zwar manchmal auf dem selben Board aber immer noch separat.

PPM macht heute auch keiner mehr, das Protokoll ist digital (z.B. Dshot) 
und bidirektional so daß der Flightcontroller seine Notchfilter mit den 
gemessenen Motordrehzahlen mitführen kann.

von Cyblord -. (cyblord)


Lesenswert?

Bernd K. schrieb:
> Cyblord -. schrieb:
>> Ja nur hat man heute eher Dronen die alles auf einem einzigen Board
>> machen. Also auch die BL-Regelung.
>
> Ich kenne keine einzige. Jeder ESC hat seinen eigenen Prozessor, die
> sind zwar manchmal auf dem selben Board aber immer noch separat.

Ja aber auf demselben Board. D.h. wenn er die Hardware selber machen 
will, muss er sich darum ebenfalls kümmern. Und wenn er schreibt, er 
will von null ab alles machen, gehört dann auch die SW dieser Regler 
dazu.

> PPM macht heute auch keiner mehr, das Protokoll ist digital (z.B. Dshot)
> und bidirektional so daß der Flightcontroller seine Notchfilter mit den
> gemessenen Motordrehzahlen mitführen kann.

Externe Standardregler machen natürlich PPM. Nur werden die nicht mehr 
für Drohnen eingesetzt. Heute zumindest. Bis vor kurzem kamen in 
günstigen Quadrocoptern mit einfacher Gyrostabiliserung noch oft 
Standardregler vor.

von Bernd K. (prof7bit)


Lesenswert?

Cyblord -. schrieb:
> Ja aber auf demselben Board. D.h. wenn er die Hardware selber machen
> will, muss er sich darum ebenfalls kümmern.

Ich würde für so ein experimentelles Vorhaben lieber erstmal was 
größeres bauen wo großzügig Platz ist für separate Komponenten und man 
überall vernünftig drankommt. So daß wenn mal ein ESC in Flammen aufgeht 
und sich in einen Brocken aus Kohlenstoff und geschmolzenem Kupfer 
verwandelt (sehr wahrscheinlich bei sowas) nicht gleich jedesmal das 
ganze Board neu gemacht werden muss.

: Bearbeitet durch User
Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.