새로운 Airframe 설정 추가하기

PX4는 airframe을 시작 시점에 설정을 이용합니다. 설정을 추가하는 것은 직관적입니다. : init.d 폴더 내에 free autosart ID를 가지는 새로운 파일을 생성하고 소프트웨어를 빌드 및 업로드합니다.

자신만의 설정을 새로 만드는 것을 원치 않는 개발자라면 microSD 카드에서 텍스트파일을 이용해서 기존 설정을 대신 수정할 수 있습니다. 상세한 내용은 커스텀 시스템 startup을 참고하세요.

Airframe 설정

airframe 설정은 3개 주요 블록으로 구성 :

  • 구동시켜야 하는 app들. (예로 multicopter이나 fixed wing controllers)
  • 시스템의 물리적 설정(예로 plane, wing 혹은 multicopter)을 mixer라고 부름.
  • 튜닝 게인 (Tuning gains)

이 3가지는 독립적입니다. 이말은 많은 설정이 airframe의 동일한 물리적 레이아웃을 공유하며 동일한 applications을 구동시키며 가장 큰 차이는 튜닝 게인이 다르다는 것입니다.

모든 설정은 ROMFS/px4fmu_common/init.d 폴더에 저장됩니다. 모든 믹서는 ROMFS/px4fmu_common/mixers 폴더에 저장됩니다.

설정 파일

일반적인 설정 파일은 아래와 같습니다.

#!nsh
#
# @name Wing Wing (aka Z-84) Flying Wing
#
# @url https://docs.px4.io/en/framebuild_plane/wing_wing_z84.html
#
# @type Flying Wing
# @class Plane
#
# @output MAIN1 left aileron
# @output MAIN2 right aileron
# @output MAIN4 throttle
#
# @output AUX1 feed-through of RC AUX1 channel
# @output AUX2 feed-through of RC AUX2 channel
# @output AUX3 feed-through of RC AUX3 channel
#
# @maintainer Lorenz Meier <lorenz@px4.io>
#

sh /etc/init.d/rc.fw_defaults

if [ $AUTOCNF == yes ]
then
    param set BAT_N_CELLS 2
    param set FW_AIRSPD_MAX 15
    param set FW_AIRSPD_MIN 10
    param set FW_AIRSPD_TRIM 13
    param set FW_R_TC 0.3
    param set FW_P_TC 0.3
    param set FW_L1_DAMPING 0.74
    param set FW_L1_PERIOD 16
    param set FW_LND_ANG 15
    param set FW_LND_FLALT 5
    param set FW_LND_HHDIST 15
    param set FW_LND_HVIRT 13
    param set FW_LND_TLALT 5
    param set FW_THR_LND_MAX 0
    param set FW_PR_FF 0.35
    param set FW_RR_FF 0.6
    param set FW_RR_P 0.04
fi

# Configure this as plane
set MAV_TYPE 1
# Set mixer
set MIXER wingwing
# Provide ESC a constant 1000 us pulse
set PWM_OUT 4
set PWM_DISARMED 1000

채널을 reverse시킬 때, RC 트랜스미터나 RC1_REV로 절대로 바꾸지 마세요. 채널은 매뉴얼 모드로 비행할 때만 reverse되므로 만약 autopilot flight mode로 변환되면, 채널 출력이 잘못된 상태로 남게 됩니다.(RC 시그널만 반대로 변환) 따라서 채널을 올바르게 할당하려면, PWM_MAIN_REV1으로 PWM 신호를 변경하거나 믹서에서 출력 스케일링과 출력 범위를 변경하여야 합니다. (아래 참고)

믹서 파일

일반적인 설정 파일은 아래와 같다.

서보/모터 plug는 이 파일에 있는 믹서의 순서와 관련이 있습니다.

MAIN1은 왼쪽 aileron, MAIN2는 오른쪽 aileron, MAIN3은 빈값(Z: zero mizer)이고 MAIN4는 throttle(일반적으로 fixed wing 설정에 output 4에 throttle 유지)입니다.

믹서는 -1..+1에 대응해서 -10000에서 10000값으로 정규화시켜 인코딩됩니다.

M: 2
O:      10000  10000      0 -10000  10000
S: 0 0  -6000  -6000      0 -10000  10000
S: 0 1   6500   6500      0 -10000  10000

왼쪽에서 오른쪽으로 각 숫자의 의미 :

  • M: 2개 input에 대한 2개 scaler 표시
  • O: output scaling (1 in negative, 1 in positive), offset (여기서는 0), output range (여기서는 -1..+1)를 표시. 만약 여러분의 PWM 신호를 invert 시키고자 한다면, 2개 output scaling와 2개 output range 숫자 모두의 sign을 변경해야만 함.(O: -10000 -10000 0 10000 -10000)
  • S: 첫번째 input scaler : control group #0의 입력 (attitude controls)과 첫번째 input (roll)을 입력으로 사용. input * 0.6을 scale하고 sign(-0.6은 -6000으로 스케일)을 revert시킴. 여기서는 offset (0)이 적용되지 않고 output에 full range (-1..+1)를 적용.
  • S: 두번째 input scaler : control group #0의 입력 (attitude controls)과 두번째 input (pitch)을 입력으로 사용. input * 0.65로 scale하고 sign(-0.65는 -6500으로 스케일)을 revert시킴. 여기서는 offset (0)과 full range (-1..+1)에 대한 출력을 적용하지 않음.

두쪽 모두 scaler가 추가되면, flywing wing에 대해서 control surface는 roll에 대해서 최대 60% 그리고 pitch에 대해서 65% deflection이 발생한다는 것을 의미합니다. 최대 pitch와 roll에 대해서 총 125% deflection이 되므로 첫번째 채널(여기서는 roll)이 두번째 채널(pitch)보다 우선순위를 갖게 됩니다.

완료된 믹서는 다음과 같은 형태 :

Delta-wing mixer for PX4FMU
===========================

Designed for Wing Wing Z-84

This file defines mixers suitable for controlling a delta wing aircraft using
PX4FMU. The configuration assumes the elevon servos are connected to PX4FMU
servo outputs 0 and 1 and the motor speed control to output 3. Output 2 is
assumed to be unused.

Inputs to the mixer come from channel group 0 (vehicle attitude), channels 0
(roll), 1 (pitch) and 3 (thrust).

See the README for more information on the scaler format.

Elevon mixers
-------------
Three scalers total (output, roll, pitch).

On the assumption that the two elevon servos are physically reversed, the pitch
input is inverted between the two servos.

The scaling factor for roll inputs is adjusted to implement differential travel
for the elevons.

M: 2
O:      10000  10000      0 -10000  10000
S: 0 0  -6000  -6000      0 -10000  10000
S: 0 1   6500   6500      0 -10000  10000

M: 2
O:      10000  10000      0 -10000  10000
S: 0 0  -6000  -6000      0 -10000  10000
S: 0 1  -6500  -6500      0 -10000  10000

Output 2
--------
This mixer is empty.

Z:

Motor speed mixer
-----------------
Two scalers total (output, thrust).

This mixer generates a full-range output (-1 to 1) from an input in the (0 - 1)
range.  Inputs below zero are treated as zero.

M: 1
O:      10000  10000      0 -10000  10000
S: 0 3      0  20000 -10000 -10000  10000

게인값 튜닝(Tuning Gains)

이어지는 PX4 사용자 가이드에서 config 파일에 지정하는 파라미터 튜닝에 대해서 소개합니다. :

새로운 Airframe이 QGroundControl에 나타나게 하기

airframe 메타 데이터는 .px4 펌웨어 파일에 번들로 제공됩니다. (압축된 JSON 파일)

어플리케이션에서 메타 데이터를 로드하기 위해서 QGroundControl (커스텀 파일 옵션)에 있는 .px4 파일을 플래쉬해야 합니다. 일단 QGroundControl을 재시작하면 새로운 airframe이 사용자 인터페이스에서 활성화됩니다.

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