Инженер создал шест, который три часа удерживает равновесие на четырёх пропеллерах дрона
Авиационный инженер Питер Райсек построил шест из углеродного волокна, который стоит на острие размером с монету и удерживается вертикально четырьмя пропеллерами от дрона. В видео он простоял на ветру в парке больше трёх часов на одном аккумуляторе.
Питер Райсек (Peter Ryseck), авиационный инженер с магистерской степенью Мэрилендского университета, создал самобалансирующийся шест из углеродного волокна, который стоит на острие размером с монету и удерживается вертикально с помощью четырёх пропеллеров от дрона. В видео, опубликованном 2 сентября, шест простоял больше трёх часов в ветреном парке на одном трёхэлементном аккумуляторе ёмкостью 2200 мА·ч, который через три часа всё ещё показывал 11,1 вольта. Проект показывает, насколько управление дронами зависит от скорости, с которой пропеллер способен менять тягу.
Пропеллеры шест не поднимают. По словам Райсека, почти весь его вес уходит вниз по стержню в землю, а моторы работают чуть выше холостых оборотов и делают небольшие боковые поправки, когда шест начинает наклоняться. Если толкнуть его рукой, он возвращается в вертикальное положение. Райсек также создал Mini QBiT — именно его DroneXL в июне назвал любительским предшественником дальнобойных крылатых FPV-дронов Украины. На его сайте указана должность в области динамики полёта в Joby Aviation.
Большие пропеллеры не подошли
Первая версия с более крупными моторами и пропеллерами так и не смогла сбалансироваться. Большие пропеллеры работают тихо и эффективно, но их инерция вращения не позволяет им ускоряться или замедляться за те миллисекунды, которые есть у контроллера, когда шест начинает падать. Райсек пробовал 3-дюймовые пропеллеры, но остановился на 5-дюймовых — размере, который используют в FPV-гонках.
Итоговая конструкция проста: четыре мотора на напечатанном на 3D-принтере креплении, полётный контроллер Pixhawk, аккумулятор Hoovo 2200 мА·ч 3S и шест от сетки для чистки бассейна, закреплённый одним винтом.
Фильтрация колебаний на 18 Гц
Контроллер — ПД-регулятор, который сначала настраивали в симуляции. Реальный шест, однако, гнётся: журналы полёта показали, что скорость его наклона сосредоточена около 18 Гц, тогда как балансировочное движение, по оценке Райсека, лежит ниже 5 Гц. Он добавил фильтр низких частот и динамический режекторный фильтр, который при каждом включении измеряет собственные частоты шеста и подавляет их. Моторы продолжают вращаться на минимальном газе, так как нулевой холостой ход добавлял небольшую нестабильность. Контроллер также медленно корректирует оценку вертикали, поэтому при постоянном ветре шест учится наклоняться навстречу порывам.
В видео не указаны длина шеста, общий вес, потребляемая моторами мощность на холостом ходу и сила ветра. Райсек не говорит, для чего предназначен шест.
