emm……我想也没啥了……总之就这些,毕竟这不是教程向的……希望对大家有帮助。我们会继续搞下一代飞控的,希望下一代飞控能克服这一代飞控的问题。如果没有意外的话……此文完结(
总之还是讲下算法等等吧,毕竟科创上好像没找到,这方面还是有些空白的。但是在此之前我想先讨论下探空火箭飞控的特点,主控和传感器选择等等杂项。
在开始前要说明的是,由于我也没什么经验,不像可以从书上抄的算法,这些都只是我个人的看法,我会给出我得出结论的理由,但不保证正确。而且本文会针对低空低速并使用低成本MEMS传感器的探空火箭进行大量算法的近似,因为论坛几乎所有探空火箭射高都在5km下,速度都在音速以下,而对于能做到更高高度和速度的大佬,似乎也没有看这篇文章的必要()还有组合导航部分我也在学所以我讲的很粗糙,主要是捷联惯导的算法和组合导航的思路。
飞控分三个部分,导航,航线规划,制导。这里主要讲导航。对探空火箭,航线规划很简单,因为理想轨迹几乎都是直上直下的。而制导我也没什么好讲的,PID为主,不过在探空火箭上怎么调我也没经验,可能以后的飞控才会有,到时候再说吧(也许我能搞个仿真软件。现阶段我会的控制也就是开伞了。
那就先从导航开始。不可否认的是,导航绝对逃不掉惯性导航。因为不论是气压定高还是卫星导航,都做不到惯导的高刷新率和箭体姿态获取。所以,只要不是太简陋的飞控,惯性导航与惯导IMU都是必要的。
接下来的问题是,纯惯导还是组合导航?由于我们使用的是低成本的惯性导航,贵的就算买得起,也不应该用在现阶段事故率高且回收率低的探空火箭上。爱好者用的基本都是mpu60xx系列,这种IMU误差是极大的,惯导会极快发散,一般认为是t的3次方,实际上,即便静基座条件下,高度通道都会出现指数级发散(这个推导有些复杂,且与飞控开发关系较小,如有需要可自行阅读《捷联惯导算法与组合导航原理》第四章),而探空火箭显然比静基座条件恶劣,实际误差可能更大。短时间也许纯惯导可行,但是加上气压,磁场,卫星导航等廉价模块就能获得更高精度和长时间稳定性,这显然是值得的。有人可能会担心卫星导航锁定的问题,然而市面上买的GPS最大速度都有999.9节,约合514m/s(好臭啊),我想能达到这个速度的大佬完全有资格也有必要找相关机构审批了,所以这几乎不是问题。综上,惯性导航,卫星导航,气压定高,磁场定向的组合导航几乎是业余探空火箭的最优解。(各类视觉导航显然不适用于探空火箭,无线电导航至少我感觉难度过高了,当然有大佬会做那加上肯定是好的)
既然已经确定了思路,那么就应该做下硬件的选择了。
卫星导航接收器用市面上卖的足够了,毕竟它的精度与接收器无关。
气压计,磁力计都没啥问题,数据也较为简单,精度是很方便看的,某多多上选也没问题。我建议在低成本情况下完全可以选mpu9250或jy901系列等磁力计与IMU集成的传感器,我最推荐的是jy901b,又进一步集成了气压计。如果有其他产品那也欢迎推荐。不过如果以后要提升IMU精度可能就找不到能集成的了,可能要分开买气压计和磁力计。
其中IMU是最大的坑,后面讲。