Korkens styrkort för multirotors (KFly) - Nya bilder s. 27!

Berätta om dina pågående projekt.
malx
Inlägg: 239
Blev medlem: 13 december 2010, 00:01:53
Ort: Luleå

Re: Korkens styrkort för multirotors (KFly) - Nu med Blogg!

Inlägg av malx »

Jag kan göra ett försök:
När du tänker på hur en farkost lutar och åt vilken håll den pekar så tänker normalt folk oftast vinklar. d.v.s. 0..360 grader runt 3 olika axlar (euler vinklar). Men när man matematiskt ska väga in en massa sensorer för att jobba fram dessa så tar det väldigt mycket beräkningskraft då det blir väldigt mycket sinus, cosinus o.s.v. som är väldigt kostsamt att utföra på en dator. Det finns även nackdelar då det matematiskt är svårt att skilja mellan vissa positioner med vanlig euler algebra.

Därför har många jobbat fram alternativa metoder för att beskriva och jobba med det hela, kvarterioner är ett sådant. Tittar du på en kvarterion så förstår en normal människa inte överhuvudtaget vad den representerar i verkliga världen men det finns funktioner för att översätta mellan systemen.

Idag är det vanligt att man använder kvarterioner för att just filtrera sensorerna tills man kommer fram till farkostens position. Sen översätter man till vanliga vinklar när filtret jobbat färdigt och styr farkosten efter dessa.
(Tänk dig en regulator, jag vill ha 15 graders lutning, farkosten lutar 14 grader, jag ökar kraften ut på höger sida)

Det Korken har gjort är att han skippar översättningen till eulervinklar och kör istället regulatorn direkt via kvarterionerna. Slutresultatet är att det behövs ännu mindre datorkraft för jobbet. (Nackdelen är att det blir jobbigare att se vad som igentligen händer siffermässigt)

(Inte 100% korrekt beskrivet med rätta termer, men kanske ok för att förstå :) )
Användarvisningsbild
Korken
Inlägg: 2230
Blev medlem: 3 februari 2006, 19:19:36
Ort: Luleå, Porsön

Re: Korkens styrkort för multirotors (KFly) - Nu med Blogg!

Inlägg av Korken »

Wale: Tackar!
Malx gjorde en bra förklaring tycker jag! :tumupp:
Användarvisningsbild
arvidb
Inlägg: 4537
Blev medlem: 8 maj 2004, 12:56:24
Ort: Stockholm

Re: Korkens styrkort för multirotors (KFly) - Nu med Blogg!

Inlägg av arvidb »

En sak bara: jag är ganska säker på att det heter kvaternion, inte kvarternion (inget r innan t:et alltså). På engelska quaternion.

Kan ju vara bra att veta om man ska doktorera i ämnet och undervisa nya studenter och så. :)

Mycket imponerande projekt för övrigt - reglerteknik är något som jag verkligen skulle vilja kunna, men jag lyckades inte hänga med på matten (fast det var säkert lärarnas fel, haha ;)). Har du något tips på bra läromedel inom state space-reglering förresten? Vi körde Ljung & Glad på KTH, och dem gillade jag inte alls. Mycket "så här kan man göra" - de är säkert bra om referensböcker - men i princip inget om vilka problem man löste med olika metoder, d.v.s. varför man vill göra på det ena eller det andra sättet.
Användarvisningsbild
Korken
Inlägg: 2230
Blev medlem: 3 februari 2006, 19:19:36
Ort: Luleå, Porsön

Re: Korkens styrkort för multirotors (KFly) - Nu med Blogg!

Inlägg av Korken »

De har du rätt i, jag skriver det aldrig på svenska så har ingen direkt koll där.
För den vackra dagen jag undervisar kommer det vara på engelska! ;)
Dock jag måste säga att det är synd att man inte lär sig om kvaternioner här, det finns inte en kurs som behandlar ämnet. Hur är det på KTH?

När det gäller matten så, ja det är myyycket matte. Reglerteknik är matte. :)
Men de bästa böckerna i ämnet är just Ljung & Glad, dock den engelska versionen!
Svenska versionen dödade mitt hopp för reglerteknik tills jag tappade bort den och köpte den engelska.
Alla "försvenskade" reglertekniksord gör (iaf mig) galen så det vart som natt och dag. Utöver det så har jag inga bra rekommendationer.
malx
Inlägg: 239
Blev medlem: 13 december 2010, 00:01:53
Ort: Luleå

Re: Korkens styrkort för multirotors (KFly) - Nu med Blogg!

Inlägg av malx »

Mm, problemet är att man i princip alltid hanterar sånt här på engelska så de få gånger man ska försöka skriva det på svenska blir det lätt fel. Det var därför jag reserverade mig i slutet angående termer. Bara ta en sån enkel sak som Position, Attitude, Pose och försök få motsvarande (robot/reglerteknisk) betydelse på svenska, det går inte automatiskt för mig iallafall. (Nu används de tre exemplen jag gav väldigt olika hos olika personer även på engelska så lätt är det inte)
Användarvisningsbild
Walle
Moderator
Inlägg: 7701
Blev medlem: 14 december 2004, 10:32:18
Ort: Stockholm

Re: Korkens styrkort för multirotors (KFly) - Nu med Blogg!

Inlägg av Walle »

malx skrev:Jag kan göra ett försök:
...
Det var bra beskrivet, nu fick jag i alla fall en känsla för vad det rör sig om :)
Tackar!
Agwan
Inlägg: 1617
Blev medlem: 15 september 2009, 09:05:14

Re: Korkens styrkort för multirotors (KFly) - Nu med Blogg!

Inlägg av Agwan »

http://www.kth.se/student/kurser/kurs/SF1650
En av ett antal kurser som hantera kvaternioner på KTH.

Men jag tror inte vi använda det i någon av reglerkurserna. Och jag läste alla.
superx
Inlägg: 1127
Blev medlem: 19 juni 2012, 23:28:16
Ort: Linköping

Re: Korkens styrkort för multirotors (KFly) - Nu med Blogg!

Inlägg av superx »

Jag tyckte också att Ljung & Glad-boken var bra måste jag säga. Så var det ju iof. Lennart Ljung föreläste också, så termerna på föreläsningarna och texten passade bra ihop.

Reglerteknik innehåller mycket intressanta saker som är tillämpbara på annat än bara typiska reglerproblem.
Användarvisningsbild
NULL
Inlägg: 2522
Blev medlem: 15 september 2010, 12:59:25
Ort: Örebro

Re: Korkens styrkort för multirotors (KFly) - Nu med Blogg!

Inlägg av NULL »

malx: Mycket bra skrivet!
"Inte 100% korrekt beskrivet", men då förstår jag 100% istället, det är väl bättre? :)
Är det en matris med komplexa tal typ?
Användarvisningsbild
LHelge
Inlägg: 1772
Blev medlem: 2 september 2007, 18:25:31
Ort: Östergötland
Kontakt:

Re: Korkens styrkort för multirotors (KFly) - Nu med Blogg!

Inlägg av LHelge »

Jag som äntligen, på typ 5:e försöket, börjar förstå kvaternioner kan göra ett försök att förklara.

Reella tal brukar man tänka sig i en dimension, en tallinje
Komplexa tal tänker man i två dimensioner, ett talplan med en reell axel och en komplex.
Kvaternioner har 4 dimensioner. (4 frihetsgrader)

3 av dessa används för att definiera en rotationsaxel, ungefär som en 3D-vektor. Den sista används för att beskriva en rotation kring denna axel. Nu måste man se detta som 4 frihetsgrader då de 4 värdena i en kvaternion inte just motsvarar en 3D-vektor och en rotation. Värdena är istället "omräknade" så att man med väl definierade räknesätt för kvaternioner kan "lägga ihop" rotationer som att man utfört dessa i följd.

exempelvis om vi har Q1 som beskriver en rotation på 45° kring x-axeln och Q2 som beskriver en rotation på 72° kring z-axeln och
Q3 = Q1 * Q2

så kommer Q3 beskriva den rörelse som först roterar 45° kring x-axeln och sedan 72° kring z-axeln.

För er som pysslar med CAD, en kvaternion definierar en axis och en rotation runt denna. Den är utformat så att det är väldigt enkelt att göra flera sådana operationer efter varandra.
Användarvisningsbild
Korken
Inlägg: 2230
Blev medlem: 3 februari 2006, 19:19:36
Ort: Luleå, Porsön

Re: Korkens styrkort för multirotors (KFly) - Nu med Blogg!

Inlägg av Korken »

Nu har det hänt en massa! :D

Först och främst så är mitt exjobb nu klart, vilket handlar om Quadrotors med Variable Pitch Propellrar (titel: Modeling, Control and Experimentation of a Variable Pitch Quadrotor) samt så finns min kvaternion regulator där i för de som är sugna på att läsa lite om den även om konferensen inte har varit än.
Det kan hittas här för de som vill läsa det: Modeling, Control and Experimentation of a Variable Pitch Quadrotor (tyvärr är något fel med alla citeringar, men väntar på att administrationen ska fixa det)

Sedan så har jag gjor en liten serie av poster som handlar om sensorkalibrering på min blogg http://kflyproject.blogspot.se/.
Det handlar alltså om hur man kalibrerar accelerometrar och magnetometrar, vilket nog kan vara ganska intressant läsning för många här. För det är inte ett så trivialt problem som många tror.

Samt så har jag börjat färdigställa min Cubature Kalman Filter estimator för attityd och positions estimering!
Satan vilket stort filter det är! Det ligger nu på 19 states som uppskattas i 200 Hz, vilket ska ge extremt bra attityd och positions estimering.
Jag testar just nu också en estimator som uppskattar hur mycket gas som behövs för att hovra så jag kan skapa en adaptiv höjdregulator, men kommer med mer information på denna lite senare.

Nu börjar allt äntligen ta lite fart igen! Jag har varit för upptagen med exjobb å allt så nu när det är över så känns det så bra! :D
Stay tuned for more!
Användarvisningsbild
Andax
Inlägg: 4379
Blev medlem: 4 juli 2005, 23:27:38
Ort: Jönköping

Re: Korkens styrkort för multirotors (KFly) - Nu med Blogg!

Inlägg av Andax »

Grattis till att bli klar med exjobbet (vet inte om du lagt fram det ännu). Kul med ett exjobb med nivå på. :tumupp:
Användarvisningsbild
PeterH
Inlägg: 8640
Blev medlem: 15 mars 2006, 15:57:10
Ort: Gävle/Valbo

Re: Korkens styrkort för multirotors (KFly) - Nu med Blogg!

Inlägg av PeterH »

Härligt! Jag riktigt längtar tills det blir dags för en flygmaskin från dig som man kan "komma över" (dvs. köpa), det låter som att resultatet kan bli en drömmaskin för min del, alla funktioner som jag önskar :tumupp:
Användarvisningsbild
Korken
Inlägg: 2230
Blev medlem: 3 februari 2006, 19:19:36
Ort: Luleå, Porsön

Re: Korkens styrkort för multirotors (KFly) - Nu med Blogg!

Inlägg av Korken »

Andax:
Tackar! Jodå, allt är klart. Väntar bara på att examensbeviset ska komma i brevlådan. :)
Dock såhär i efterhand kan jag säga att exjobbet va för stort för att vara exjobb, men men mycket arbete så fixade det sig.

PeterH:
Haha, du låter exakt som mina kollegor på universitetet. Det är ju OpenSource så det är bara att du bygger ett kort! ;)
Skämt å sido så kommer det inte vara någon omöjlighet tror jag, jag byggde tre nya kort här innan jag började med exjobbet och nu börjar det gå både snabbt och bli enkelt att montera kort (även om jag klantade mig).
Men vi få väl se vad framtiden håller. :) Kan dock inte ge någon tidsplan på detta projekt, sorry.
Användarvisningsbild
LHelge
Inlägg: 1772
Blev medlem: 2 september 2007, 18:25:31
Ort: Östergötland
Kontakt:

Inlägg av LHelge »

Grattis till avklarat exjobb! Verkligen imponerande! Vad tycker du om att göra exjobbet ensam? Vi brukar inte ta emot ensamma exjobbare av rädsla för att det lägger mycket tyngd på handledaren när exjobbaren inte har något annat bollplank.

Kan du med några få meningar förklara skillnaden mellan ett Cubature KF och UKF, EKF & vanligt linjärt KF.
Skriv svar