Mais forte nem sempre é melhor.
Uma correção forte aproxima o drone depressa. Sem travagem suficiente, pode passar pelo objetivo e voltar várias vezes.
CONTROLO / OBJETIVO · CORREÇÃO · RESPOSTA
O vento empurrou o drone.
Como é que ele recupera?
O drone mede o movimento e ajusta os motores para voltar ao objetivo. Nesta experiência, podes ver por que uma correção demasiado forte o faz oscilar e como a travagem ajuda.
PARA COMEÇARExperimenta corrigir com demasiada força
Aumenta a força de correção e reduz a travagem. Aplica uma rajada. Depois aumenta a travagem e compara a resposta. Podes avançar segundo a segundo para observar melhor.
EXPERIMENTA / POSIÇÃO NUM ÚNICO EIXO
Como regressar ao objetivo?
Modelo idealizado de uma massa que se move numa linha, com posição conhecida e sem atrasos. A correção depende do desvio e da velocidade. A rajada é um impulso de velocidade. Não simulamos hélices, inclinação, saturação dos motores ou controlo completo de voo.
Chegar sem oscilar.
A travagem reduz o movimento à medida que se aproxima. Demasiada travagem pode tornar a resposta lenta.
Corrigir o imprevisto.
Aplica uma rajada para ver o desvio e a recuperação. Num voo real, a resposta depende dos sensores, atrasos e capacidade dos motores.
DA IDEIA AOS PASSOS
Corrigir o desvio e abrandar
Esta é a regra da experiência de um único eixo. “Travagem” depende da velocidade e reduz a tendência de passar pelo objetivo.
erro = objetivo - posição
aceleração = força_de_correção × erro
aceleração -= força_de_travagem × velocidade
velocidade += aceleração × intervalo_de_tempo
posição += velocidade × intervalo_de_tempo
# Repetir com pequenos intervalos.
# A experiência não representa motores nem limites reais de voo.Este exemplo descreve a conta ou regra de atualização. Não é um sistema completo para controlar um robô.
Palavras e siglas, em linguagem simples
- GNSS
- Sistema global de navegação por satélite. GPS e Galileo são exemplos.
- IMU
- Unidade de medição inercial: sensores que medem aceleração e rotação.
- RTK
- Posicionamento cinemático em tempo real: correções que podem melhorar a precisão dos satélites.
- VIO
- Odometria visual-inercial: combinar imagens e sensores de movimento para acompanhar o percurso.
- SLAM
- Localização e mapeamento simultâneos: construir um mapa e encontrar-se nele.
- UWB
- Banda ultralarga: rádio que pode medir distâncias a referências locais.
- UGV
- Veículo terrestre não tripulado: um robô que se desloca no chão.
- EKF
- Filtro de Kalman estendido: uma forma de combinar medições e previsões para estimar o estado do veículo.
- ROS 2
- Robot Operating System 2: ferramentas para ligar programas de sensores, decisões e robôs. Não é um autopiloto.
- PID
- Controlador proporcional, integral e derivativo: combina correção do desvio, erro acumulado e tendência de mudança.
LIGAÇÕES À INVESTIGAÇÃO
Onde estas ideias aparecem na ciência
Estas leituras ajudam a aprofundar o tema. As nossas experiências são simplificações educativas: não são reproduções dos resultados dos artigos.
Minimum Snap Trajectory Generation and Control for Quadrotors →
Ligação ao laboratório: Liga a escolha de um percurso a trajetórias suaves que um quadricóptero consegue tentar seguir.
O que não devemos concluir: A experiência de controlo do site usa uma massa num único eixo. Não inclui o planeamento e o controlo de quadricópteros apresentados no artigo.
DOI: 10.1109/ICRA.2011.5980409 · em inglês · acesso ao texto completo pode ser pago
Ver na biblioteca científica →Para continuar a explorar
MathWorks — uma introdução ao controlo PID (em inglês) →PX4 — como se organizam os controladores (em inglês) →Esta experiência usa correção proporcional e travagem pela velocidade. Não inclui a componente integral de um controlador PID.