Jakiś czas temu uruchomiłem analizę FFT danych z akcelerometrów i żyroskopów. Od tego czasu oprogramowanie APL3 wzbogaciło się o obsługę protokołu DShot do sterowania silnikami i zostały wyeliminowane błędy, ograniczające prędkość pętli głównej rdzenia CM4 obsługującego kod autopilota, więc prędkość pozyskiwania danych wzrosła z 270 Hz do okolic 1800 Hz. To sprawia, że na wodospadzie FFT powinno być widać dużo szerszy zakres częstotliwości. Rozbudowuje się też docelowa platforma, na której chcę testować APL3, czyli Pentakopter. Pierwszy pomiar zdjęty z Pentakoptera uzbrojonego już w silniki wygląda jednak bardzo ubogo, co znaczy dobrze :-)
Test jest jeszcze bez śmigieł, same 2 tylne silniki. Platforma stoi na własnych nóżkach. W pętli dwukrotnie odczytuję czujniki IMU, więc FFT, które pokazuje zakres częstotliwości równy połowie częstotliwości akwizycji danych, tutaj pokrywa częstotliwość pracy pętli głównej, czyli okolice 1800 Hz. FFT jest zrobione dla 2048 punktów z oknem Hamminga. Silniki sterowane od 0 na górze wykresu do 100% wysterowania na dole (wysterowanie na wodospadzie nietypowo rośnie w dół, częstotliwość normalnie w prawą stronę). Trzy pierwsze wykresy to dane z akcelerometrów w osiach X, Y, Z, kolejne 3 to dane z żyroskopów P, Q, R.
To, co widać, to przede wszystkim poziome paski mówiące tyle, że przy pewnych prędkościach obrotowych silniki drgają bardziej niż przy innych. Ciekawa jest ostra granica między niebieskim obszarem o małych drganiach i czerwonym o dużych.
W tle, głównie na wodospadach przyspieszenia, widać 3 figury typu „X”. Kreska opadająca od lewej do prawej jest czymś normalnym. Zwiększa się wysterowanie i rośnie częstotliwość. Druga kreska od X, ta narastająca, jest dla mnie zagadką. Tak samo zagadką jest występowanie większej liczby tych X-ów. Może to są jakieś harmoniczne? Jak na razie nie widać żadnych rezonansów ramy.
Kolejny test, tym razem ze śmigłem zamocowanym odwrotnie, tak aby nie odlecieć. Na początek śmigło nr 5, czyli pchające i tylko ten silnik. Dla bezpieczeństwa na razie rozkręcam tylko do 50%, bo mocno dmucha, a zachowanie się konstrukcji jest jeszcze niezbadane.
Pojawiła się wyraźna, opadająca z lewej do prawej linia podstawowa, gdzie częstotliwość rośnie wraz z wysterowaniem. Linia jest około dwukrotnie bardziej stroma niż poprzednio, co jest normalne, bo na tym samym wykresie została rozpięta połowa zakresu wysterowania. Najbardziej zaszumiony wykres to oś Z akcelerometru. Ponieważ oś silnika jest równoległa do osi X BSP, jest to prawdopodobnie bicie promieniowe niewyważonego śmigła. Z żyroskopów najbardziej zaszumiony jest Q, czyli obrót wokół osi Y, i trochę mniej P, czyli obrót wokół osi X. Bicie promieniowe silnika 5 powinno dawać zakłócenia na żyroskopie P, a bicie osiowe na Q.
Kolejny test. Tym razem śmigło CW założone na silnik 3 kręcący się CCW, rozkręcone również do 50%. Tutaj jest trochę większy poziom szumu niż w poprzednim pomiarze, być może dlatego, że tam silnik pchający jest na dosyć wysokiej wieżyczce, która amortyzuje drgania. Tutaj silniki podstawowe zamocowane są do głównej ramy, gdzie jest autopilot i czujniki, więc droga drgań od silnika do czujnika jest krótsza.
Minęło kilka dni. W międzyczasie powstała funkcja identyfikacji silników, czyli coś, co w anglojęzycznym oprogramowaniu nazywa się "motor test". Zrobiłem to, ponieważ na jednym z kanałów nie chciały pracować silniki. Trzeba było się nad tym pochylić i zdiagnozować przyczynę. Okazalo się że
Następny test z założonymi 4 śmigłami, tak jak wcześniej kręcącymi się w niewłaściwą stronę. Piąty silnik pracuje bez obciążenia. Udało się dojechać do 75% wysterowania. Dalszym ograniczeniem jest zasilacz dostarczający max 20A. Próbowałem wysterowywać wyżej, ale po osiągnięciu obciążenia 20A napięcie zaczyna przysiadać i taki test nie ma sensu. Na wykresie jest sporo więcej szumu, troszkę więcej ilościowo - wykresy są bardziej czerwone niż te z jednym śmigłem, ale przede wszystkim wzrasta liczba nakładających się na siebie prążków. Wcześniej było widocznych kilka wyraźnych "badylków", teraz są już dosyć gęste i rozmyte "krzaczory".
Jeszcze jeden test. Tym razem każdy z silników ma założone śmigło. Wysterowanie jest do 60%. W zasadzie w dwu ostatnich krokach zaczyna świecić się ograniczenie prądowe na zasilaczu
