KOLMANL.INFO - Flight Controllery - Systémy - INAV

Módy autopilota

Moje využívání systému INAV

22.10.2022

Abych někoho, kdo čte tyto stránky, neuvedl v omyl, musím popsat, jak já využívám systém INAV.

Drtivá většina lidí, kteří o svých zkušenostech se systémem INAV mluví, nebo ve formě návodů a tutoriálů prezentují, provozují svoje stroje v "automatickém" režimu. Pro vzlet využívají režim AUTOLAUNCH, let provádějí v modech s autopilotem nebo v modech navigačních. Stroj letí sám, pilotovy zásahy jsou o změně směru letu. Často to je tak, že pilot ani neumí stroj - letadlo řídit, nedokázal by bez pomoci stabilizačních modů letět.

Moje pozice je jiná. Já chci svoje letadlo řídit sám, mým zadáním není aby letadlo samo letělo odněkud někam, mým zadáním je letadlo řídit sám, využívat optimálně jeho vlastností, využívat vlastností ovzduší, terénu. A systém autopilota mít pro případ nouze, kdy při letu FPV přijdu o obraz v brýlích.

Poznámky

26.10.2022

Aby se dal využít mód automatického návratu na místo vzletu NAV RTH, musí být splněny určité podmínky a letadlo musí spolehlivě letět v různých letových módech včetně módů navigačních. Je třeba letadlo zalétnout a jednotlivé módy autopilota vyladit.

Takže i když chci v běžném provozu využívat jen RTH, musím letadlo naučit létat v módech Flight mody i Navigační módy - Navigation modes

Ladí se nastavováním parametrů INAV v záložce CLI v INAV Configurator.

Některé módy se zapnou automaticky zapnutím jiného módu. Příkladem může být třeba mód RTH, kdy není třeba před přepnutím RTH mít přepnuto do ANGLE módu a ALTHOLD módu, přepnutím ro RTH módu se zapnou všechny potřčebné módy samy:

	POSHOLD	WAYPOINT	RTH	ALTHOLD
ANGLE	X	X	X
ALTHOLD	X	X	X
TURN ASSIST	X	X	X
MAG		X	X
BARO		X	X	X

Tyto módy nemají pro plošníky smysl:

SURFACE
TURN ASSIST
HEADING HOLD
HEADFREE
HEADADJ

ACRO versus MANUAL

K pochopení modů INAVu mi pomohlo létání s kopterami a postupné vylepšování dokumentace systému INAV. Nechápal jsem dobře rozdíl mezi mody ACRO a MANUAL. Začínal jsem s INAV v letadle, pak jsem začal s kopterami a systémem Betafligt a při sledování chování koptery v různých modech jsem začal chápat, jak to funguje. Pomohlo i to, že v poslední verzi INAV se objevila indikace modu ACRO - viz obrázek.

Jak to tedy je:

MANUAL - stroj není stabilizovaný, řízení je plně na pilotovi, pohyby kniplů jsou bez korekce flight controllerem přenášeny na kormidla. Je to mod, kdy se letadlo řídí stejně, jako se řídí běžný model nevybavený flight controllerem.
ACRO - Zásahy do řízení prochází korekcí od flight controlleru, výchylky kniplů jsou brány jako pokyny k rotaci - náklonu, sklonu. A ty rotace jsou omezeny maximální rychlostí rotace nastavenou v INAV.

ARM

Přechod do režimu ARM - "zaarmování" je základní předpoklad k zahájení letu. Dokud nedojde k zaarmování, nejde ani spustit motor.

V módu ARM

letadlo je připraveno k letu
může letět v navigačním módu dle GPS
motor/y se po přidání plynu roztočí

Podmínkou zaarmování je:

letadlo je v normální poloze
GPS přijímá více jak zadaný minimální počet satelitů (proměnná gps_min_sats)

Nestačí jen přepnout na vysílači přepínačem. Po zapnutí letadla trvá poměrně dlouho, než GPS modul nabere dostatečný počet satelitů, když se GPS modul zapne po delší době nebo poprvé po montáži, trvá nabrání satelitů několik minut, při dalších zapnutím to je do minuty. Předpokladem je viditelnost družic. Nebude to fungovat v domě, ale problém mohou dělat i koruny stromů, zejména když je vlhko.

Co se děje v letadle ve flight controlleru ukazuje LUA skript na displeji vysílače, ale nejlepší zdroj při problémech s armováním je informace v FPV brýlích - OSD.

Flight mody

MANUAL

Stroj v tomto módu není stabilizovaný, řízení je plně na pilotovi, pohyby kniplů jsou bez korekce flight controllerem přenášeny na kormidla.

Je to mód, kdy se letadlo řídí stejně, jako se řídí běžný model nevybavený flight controllerem.

V tomto módu je doporučeno provádět zálet stroje. Stroj by měl mít, než se začnou ladit ostatní stabilizované a navigační módy, nastaveno vhodně těžiště, kormidla by měla mít správné a přiměřené výchylky.

V tomto módu se dá zjistit cestovní rychlost stroje a tomu odpovádající poloha plynu - délka signálu plynu v ms. V tomto módu se dá zjistit pádová rychlost. V tomto módu se dá zjistit poloha plynu pro stoupání.

manual_rc_expo

Expo pro mód MANUAL - výškovka, křidélka

Exponenciální výchylky - také se říká S charakteristika se nenastavují ve vysílači, realizuje je flight controller. Viz EXP

manual_rc_yaw_expo

Expo pro mód MANUAL - směrovka.

manual_pitch_rate

Omezení výchylky výškovky pro MANUAL mód.

manual_roll_rate

Omezení výchylky křidélek pro MANUAL mód.

manual_yaw_rate

Omezení výchylky směrovky pro MANUAL mód.

ACRO

ACRO je default mód systému. Nepřepíná se na něj, v tomto módu je stroj vždy, když není v jiném módu. Vypíná ho mód MANUAL.

Zásahy do řízení prochází korekcí od flight controlleru, výchylky kniplů jsou brány jako pokyny k rotaci - náklonu, sklonu. A ty rotace jsou omezeny maximální rychlostí rotace nastavenou v INAV. Ve své podstatě jde o stabilizovaný režim, letadlo drží náklon a sklon.

Podmínky fungování:

fungující gyro

roll_rate

Maximální rychlost rotace podél podélné osy - křidélka, náklon. Omezuje chování v módu ACRO. Udává se v desítkách stupňů/sec. 1 znamená 10 stupňů/sec.

pitch_rate

Maximální rychlost rotace podél příčné osy - výškovka, podélný sklon. Omezuje chování v módu ACRO.

Udává se v desítkách stupňů/sec. 1 zmamená 10 stupňů/sec.

yaw_rate

Maximální rychlost rotace podél svislé osy - směrovka. Omezuje chování v módu ACRO.

Udává se v desítkách stupňů/sec. 1 zmamená 10 stupňů/sec.

align_gyro

Informace o tom, v jaké poloze je flight controller v letadle uložen. Polohy se udávají po 90°.

align_board_roll

Jemné doladění polohy flight controlleru v letadle. Odchylka v podélné ose. Udává se v desetinách stupně. 1 znamená 0.1°.

align_board_pitch

Jemné doladění polohy flight controlleru v letadle. Odchylka v příčné ose. Udává se v desetinách stupně. 1 znamená 0.1°.

align_board_yaw

Jemné doladění polohy flight controlleru v letadle. Odchylka ve svislé ose. Udává se v desetinách stupně. 1 znamená 0.1°.

rate_accel_limit_roll_pitch

Omezení akcelerace rotace. 5000 je hodnota pro větší letadla a pomalejší akceleraci, vyšší hodnoty jsou pro menší obratnější stroje.

rate_accel_limit_yaw

Omezení akcelerace rotace. 5000 je hodnota pro větší letadla a pomalejší akceleraci, vyšší hodnoty jsou pro menší obratnější stroje.

ANGLE

ANGLE je rozšířením módu ACRO. Letadlo letí srovnané, drží křídla v horizontu. Pokud ho poryv vychýlí ze směru, letí v novém směru, nedrží kurs. Při zásahu do řízení křidélky jde letadlo do náklonu, ale jen do maximálně povoleného náklonu. Při zásahu do řízení výškovkou mění letadlo podélný sklon, ale zase jen do maximálně povoleného sklonu.

V tomto módu nejde udělat výkrut ani přemet.

Řízení výkonu motoru je na pilotovi.

Podmínky fungování:

fungující gyro
fungující akcelerometr

max_angle_inclination_rll

Omezení maximálního úhlu příčného náklonu v módu ANGLE. Údává se v desetinách stupně.

max_angle_inclination_pit

Maximální podélný sklon letadla při stoupání nebo klesání při plné výchylce výškovky. Omezení maximálního úhlu podélného sklonu v módu ANGLE. Údává se v desetinách stupně.

HORIZON

Mód HORIZON vychází z módu ANGLE. Náklon ani sklon není omezen, s letadlem lze udělat výkrut, s letadlem lze udělat přemet.

Po puštění kniplů se letadlo srovná do horizontu.

Řízení výkonu motoru je na pilotovi.

Podmínky fungování:

fungující gyro
fungující akcelerometr

fw_d_level

Udává, při kolika procentech výchylky kniplu se přepne v módu HORIZON z chování jako v módu ANGLE na chování módu HORIZON. S menší výchylkou se to chová jako v módu ANGLE, náklon se zvětšuje jen do maximálního možného povoleného, když se knipl vychýlí dál, točí letadlo kolem celé osy. Údává se v desetinách stupně.

Navigační módy - Navigation modes

Navigační módy jsou založeny na módu ANGLE.

Aby letadlo mohlo letět v navigačním módu, musí dobře létat v módu ANGLE. Aby navigační módy fungovaly, musí být v letadle fungující GPS.

NAV RTH

Popis: Automaticky letí na home pozici

Podmínky:

funkční GPS
funkční baro
uložení home pozice ve chvíli zaarmování

Po zapnutí se stroj vrací na home pozici - místo vzletu. Pilot může kniplem výškovky a kniplem křidélek korigovat výšku a v omezené míře směr letu.

Stroj se do tohoto modu přepne sám při ztrátě spojení s vysílačem.

Podmínky fungování:

fungující gyro
fungující akcelerometr
GPS
baro

Více viz RTH - Return To Home

NAV COURSE HOLD

Letadlo letí samo přímo a drží kurz, ve kterém letělo v okamžiku přepnutí do tohoto módu.

Pilot nemusí vůbec řídit, směr letu - změnu kursu může pilot ve velmi omezené míře ovlivnit výchylkou směrovky nebo křidélek, tento zásah do řízení má velmi malou váhu. Letadlo si ovládá plyn samo.

Autopilot neudržuje výšku, stoupání či klesání pilot řídí výškovkou.

Podmínky fungování:

fungující gyro
fungující akcelerometr
GPS

nav_fw_cruise_thr

Plyn v módu NAV COURSE HOLD a NAV CRUISE. Určuje cestovní rychlost. Musí být dostatečně vysoko nad pádovou rychlostí, aby letadlo při vlétnutí do poryvu nespadlo do vývrtky.

nav_fw_allow_manual_thr_increase

OFF / ON. Nastaveno na ON umožňuje ovládat motor v navigačních módech, přidávat plyn nad hodnotu nastavenou parametrem nav_fw_cruise_thr.

nav_fw_min_thr

Minimální plyn pro všechny navigační módy, kde je autopilotem řízeno klesání.

nav_fw_max_thr

Maximální plyn pro všechny navigační módy, kde je autopilotem řízeno stoupání. Plyn musí být nastaven tak, aby letadlo dokázalo letět ustálenou rychlostí v úhlu daném nav_fw_climb_angle. Pokud se nastaví příliš malý, a letadlo nemá ve stoupání dostatek výkonu, klesne rychlost a stroj spadne do vývrtky.

nav_fw_bank_angle

Úhel náklonu pro autonomní letové módy pro let v zatáčce. Úhel by měl být dostatečně velký, aby letadlo mohlo v náklonu letět dostatečně ostrou zatáčku, ale ne zas tak velký, aby letadlo padalo ve skluzu do zatáčky a ztrácelo výšku.

nav_fw_climb_angle

Úhel stoupání pro autonomní letové módy. Při nastavování tohoto parametru je třeba brát v potaz výkonové možnosti stroje, pokud stroj při stoupání s takovým úhlem nemá dostatek výkonu, klesne rychlost a stroj spadne do vývrtky.

nav_fw_dive_angle

Úhel klesání pro autonomní letové módy.

Pokud se nastaví příliš velký úhel, letadlo nabere příliš velkou rychlost a může dojít k destrukci křídla příliš velkým zatížením.

nav_fw_pitch2thr

Konstanta, která určuje, jak moc se má přidat plyn pro každý stupeň úhlu stoupání letadla. Při klesání udává, kolik se má ubrat. Je to hodnota v milisekundách.

nav_fw_cruise_yaw_rate

Tento parametr mi není úplně jasný. Popis:

This is the turning rate when applying full roll stick input. Don’t be confused by the yaw. This also applies to Wings and V-Tails. On wings INAV will use bank and yank to change its course but it will also use rudder if available. This should be set higher on smaller planes. The maximum yaw rate depends on the max allowed nav bank angle.

NAV CRUISE

Mód je rozšířením módu NAV COURSE HOLD, letadlo navíc udržuje výšku.

Podmínky fungování:

fungující gyro
fungující akcelerometr
GPS
baro

NAV POSHOLD

Letadlo samo krouží na místě. Je to jakési zaparkování letadla ve vzduchu.

Průměr kroužení je zadaný v parametrech INAVu, smysl kroužení taky. Smysl kroužení lze změnit směrovkou, pokud je to v parametrech povoleno. Letadlo při kroužení drží výšku, aby se výška měnila co nejméně, musí fungovat baro.

Výšku lze měnit kniplem výškovky.

Podmínky fungování:

fungující gyro
fungující akcelerometr
GPS
baro

nav_fw_loiter_radius

Poloměr kroužení v módech POSHOLD a RTH LOITER. Hodnota poloměru je v centimetrech.

fw_loiter_direction

Směr kroužení v módech POSHOLD a RTH LOITER.

NAV WP

Plně autonomní mód. Stroj letí automaticky po zadané trati tvořené otočnými body - way points.

Podmínky fungování:

fungující gyro
fungující akcelerometr
GPS
baro

nav_wp_radius

Vzdálenost od otočného bodu, ve které se vyhodnotí úspěšný průlet tímto bodem. Úhel by měl být dostatečně velký, aby letadlo mohlo v náklonu letět dostatečně ostrou zatáčku, ale ne zas tak velký, aby letadlo padalo ve skluzu do zatáčky a ztrácelo výšku.

nav_wp_safe_distance

Bezpečnostní parametr. Maximální vzdálenost prvního otočného bodu od místa vzletu - Home Position. Má zabránit tomu, abyste nazapli mód NAW WP někde daleko od naplánované trasy a letadlo vám neuletělo.

NAV LAUNCH

V tomto módu lze odstartovat letadlo s pomocí autopilota. Stačí letadlo vyhodit do vzduchu.

Při odhodu letadla se využije mód ANGLE.

Modifikační módy

Modifikační módy upravují - modifikují chování jiného módu.

NAV ALTHOLD

24.10.2022

Altitude Hold - Stroj drží aktuální výšku.

Modifikuje letové módy, které udržují normální polohu letadla - stabilizují normální polohu. Zásahy výškovkou neinterpretuje flight controller jako impulz ke změně podélného sklonu letadla, ale jako pokyn ke změně výšky, podélný sklon si řídí autopilot sám.

Na stránce github.com/iNavFlight/wiki se říká, že impulz ke změně výšky je možné dávat přidáváním nebo ubíráním plynu.

AIRMODE

AIRMODE je mód, který je doporučeno mít zapnutý stále. V konfiguracu ja na to i přepínač. Zařídí, že ve všech módech mimo mód MANUAL bude stabilizace fungovat i při staženém plynu.

Kdyby nebyl tento mód aktivován a letěli jste v nějakém módu s autopilotem, při stažení plynu by se vypla i stabilizace.

zpátky na: INAV LUA skript │ dál: RTH - Return To Home

přehled kapitol:

(zveřejněno v rubrice Modely letadel | Ovládání modelů automatem - Flight Controllery | INAV)