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2020

Autor/-in:

Kong Charpoan

Regelungstechnik

PID-Parametrisierung anhand eines selbstgebauten Quadrocopters

Physik
Betreuer/-in:
Christian Prim
Schule:
Kantonsschule Zürich Nord
Fach: Physik
«Timing ist wichtig.»
Abstract

Im Rahmen dieser Maturitätsarbeit wurde ein eigener Flight Controller für einen Quadro-copter gebaut und untersucht, welche Faktoren wichtig sind, um die Regelungstechnik zu implementieren. Auch wurde untersucht, welche Terme die Regelung stören und wie schnell die Daten verarbeitet werden müssen. 

Der Flight Controller wurde selbst designet und gebaut nach Vorbild vorhandener Flight Controller bzw. dessen benutzten Komponenten. Die Programmierung war die Hauptarbeit beim Bau des Quadrocopters. Dabei wurden auch Näherungsmethoden für die Mathematik benutzt, um den Ablauf zu optimieren. Trotz nur weniger Versuche zeigte sich, dass die Regelung geregelt hat und auch, dass die Filter das Rauschen unterdrückt haben. Allerdings offenbarten sich Probleme beim Suchen der richtigen Parameter für den PID-Regler. 

In der letzten Phase der Maturitätsarbeit gingen die Motoren des Quadrocopters kaputt und es konnten für einige Wochen keine Tests durchgeführt werden. Bei der letzten Vorführung flog der Quadrocopter zwar senkrecht in die Luft, aber das Signal der Fernbedienung wurde durch das Schul-WLAN gestört und somit kollidierte der Quadrocopter mit der Decke. Abschliessend kann man sagen, dass das Projekt dennoch ein Erfolg war, da die Regelung richtig reagiert hat und es nur noch am Fehlen der richtigen Parameter und eines effizienteren Programms liegt, dass der Quadrocopter fliegen würde.