쿼드 콥터는 X자형이냐 +자형이냐에 따라 제어 방법이 다릅니다.

저는 +자형 쿼드 콥터를 만들기 때문에 롤 제어는 다음과 같이 합니다.

롤 제어 방법은 한 축의 두 개의 모터는 균형을 규지하면서 나머지 다른 축의 모터의 기울기를 통하여 비행하는 기울기를 결정합니다.

제가 테스트한 동영상의 방법은 일단 무선 조종기가 없었기 때문에 아두이노 IDE에서 시리얼 디버깅 창을 띄워놓고

한 쪽 축의 목표 기울기 값을 컴퓨터를 통하여 아두이노에 전송하여 기울기 방향을 정하였습니다.

동영상을 자세히 보면 기체가 한 쪽 방향으로 기울인 뒤 그 방향으로 움직이는 것을 볼 수 있어요.

1. PID 테스트

날개 4개 중에서 한 축인 2개의 모터만 돌려서 우선 균형을 잡을 수 있는 지 PID 테스트를 해보았습니다.

PID 제어란 목표인 입력값과 현재 상태인 결과 사이의 차이(Error)에 비례, 적분, 미분의 기법을 써서 구동부를 제어하는 방법입니다.

기본적인 PID 제어 방법과 코드는 아래와 같아요.

기초: PID 제어

#define Kp (2) // configurable value.

#define Ki (1) // configurable value.

#define Kd (1) // configurable value.

#define dt   0.01

double pid(int degree)

{

 static double P_err_prv; // Prev P error to get D_err.

 double P_err, I_err, D_err; // Basic Error values.

 P_err = SETPOINT - degree;

 I_err += P_err * dt;

 D_err = (P_err - P_err_prv) / dt;

 P_err_prv = P_err; // backup P_err.

 val_out = (Kp * P_err) + (Ki * I_err) + (Kd * D_err);

 return val_out; // Calculated.

}

2. 호버링 제어

다음으로 위의 PID 코드를 수정하여 두 축의 균형을 잡을 수 있도록 소스를 수정 한 후 모터 4개를 모두 돌려서 테스트 하였습니다.

기체가 균형을 잡는지, 공중에 뜨는 지를 확인 하였는데 생각보다 안정적이지 않았습니다.

아두이노를 넣은 초록색 보드까지 프레임에 장착한 후 모든 모터가 제대로 작동하는 지 테스트 해 보았습니다.

블루투스를 이용하여 각각의 모터를 선택하고 또한 모터의 출력을 높이거나 낮출 수 있도록 하였습니다.

위 동영상의 코드 아래에...