Badanie i dobór elektrycznych jednostek napędowych wielowirnikowego robota latającego

• Autorzy: Gardecki S. , Kasiński A.

Warianty tytułu

EN

Testing and selection of electrical actuators for multi-rotor flying robot

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł omawia metody doboru elementów składających się na jednostkę napędową wielowirnikowego robota latającego. Przedstawiono wymagania, jakie powinny spełniać badane jednostki napędowe. Praca zawiera przykładowe wyniki testów przeprowadzonych na hamowni oraz wyciągnięte na ich podstawie wnioski. Przeprowadzone badania pokazują, że nie jest konieczna budowa dedykowanych regulatorów obrotów, czy też modyfikowanie gotowych układów, by mogły być one stosowane jako napęd do wielowirnikowych robotów latających. Na podstawie przeprowadzonych testów zaobserwowano, że pomimo zastosowania zestawów składających się z identycznych elementów, otrzymane charakterystyki znacząco się różnią. Prowadzi to do trudności w stabilizacji robota podczas lotu, a także skraca jego czas pracy.

EN

This paper discusses selection criteria and assumptions for multi-rotor flying robot actuators. Results of tests for units made of electrical (high rpm) motors, propellers and rotation speed governors are presented in Section 2 (Fig. 1). Driving units were selected by three tests (Section 4). The first one allowed specifying the maximum thrust of a tested driving unit (Fig. 5). The second test simulated the work of a driving unit during stabilizing movements of the flying platform (Fig. 6). The purpose was to determine the quadrocopter reaction rate to changes in the control signal. The third test was related to simulating tilting of the platform while maneuvering (Fig. 7). In another series of tests the frequency of the pulse speed governor was increased from 45 to 400 Hz (Fig. 8). The conclusions are based on the tests results. The general one is that the typical governors can be used in multi-rotor UAV without particular modifications and there is no need to design customized governors. However, it was observed that driving units made of elements having identical nominal parameters, had quite different regulatory characteristics (Fig. 10). Due to it, stabilization was more difficult and, at the same time, the power consumption increased. The experiments were conducted with a dedicated measurement system (Fig. 4, Section 3). The representative number of motors, propellers and rotation speed governors was tested and compared in order to select the optimal driving unit, satisfying the initial assumptions and criteria.

Słowa kluczowe

PL

wielowirnikowy robot latający; quadrocopter; regulator obrotów; silnik BLDC; śmigło; jednostka napędowa; zespół napędowy

EN

multi-rotor flying robot; quadrocopter; rotation speed governor; BLDC motor; propeller; driving unit

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2012
• Tom: R. 58, nr 1
• Strony: 80--83
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., schem., wykr.

Twórcy

autor

Gardecki S.

autor

Kasiński A.

• Politechnika Poznańska, Instytut Automatyki i Inżynierii Informatycznej, ul. Piotrowo 3A, 60-965 Poznań,

Bibliografia

• [1] Bachrach A., Fletcher L., Kaess M., Kim B., Leonard J., Roy N. i Teller S.: Multiple Relative Pose Graphs for Robust Cooperative Mapping, IEEE International Conference on Robotics and Automation, Alaska 2010, s. 3185-3192.
• [2] Michael N., Mellinger D., Lindsey Q. i Kumar V.: The GRASP Multiple Micro UAV Testbed, IEEE International Conference on Robotics and Automation, Alaska 2010, s. 56-65.
• [3] Augugliaro F., D’Andrea R., Lupashin S. i Schöllig A.: Synchronizing the Motion of a Quadrocopter to Music, IEEE International Conference on Robotics and Automation, Alaska 2010, s. 3355-3360.
• [4] Chéron C., Dennis A., Semerjyan V. i Chen YangQuan: A Multi-functional HIL Testbed for Multirotor VTOL UAV Actuator, IEEE/ASME International Conference on Mechatronics and Embedded Systems and Applications, s. 44-48.
• [5] Model Motors, AXI [Online] http://www.modelmotors.cz/
• [6] Rizk J., Watson A., Hellany A., Nagrial M.: Brushless DC Motor Control Using a Digital Signal Controller, Proceedings of the 5th WSEAS international conference on Circuits, systems and signals (CSS’11), s. 23-28.
• [7] Gardecki S., Kasiński A.: Wielowirnikowy robot latający Hornet, Prace Naukowe - Elektronika: Problemy Robotyki Tom II, Oficyna wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2010, z. 175, s. 655-664.