Wann: 15.08.2018

Wo: Modellflug-Club Augsburg e.V.

Wetter: 24°C, teilweise bewölkt mit ca. 3 km/h Wind.

Teilnehmer: Friedrich, Gregor, Anna, Luk, Björn

• 10×6“ Propeller
• Standard Telemetrie (hochgesetzte Leistung ?? )
• Pi-CAM auf Video-Aufnahme
• PX4 Firmware Version: 1.7.3
• Pitotrohr eingebaut

• Reichweitentest
• Autonomes Starten und Landen testen
• PI-Cam Video Aufnahme testen
• Reisegeschwindigkeit ermitteln (Stabilized mode) - 60% throttle
• Maximum Steigflug (Steigrate ermitteln)
• Sinkflug (minimum throttle)
• Rollrate Regler analysieren (Stabilized Mode)

• Kameras aufgebaut
• Pre-Flight Check
• Flugzeug austariert
• checken ob PI-Cam aufnimmt
• Sensor Kalibriert

Es wurde nur ein Flugversuch durchgeführt, da danach die Signale von der Fernbedienung nicht mehr stabil empfangen wurden.

Endurance (Loiter ca. 300m Kreis)

Flugstart: 11:07 Uhr

Fluglogs: 20180815-mfca.zip

Telemetrievideo: Youtube - Telemetrie

Kameravideo: Youtube - Kamera

Flightreview: review.px4.io

Automatischer Start Richtung Maisfeld (Westen), Beim Start ist das Flugzeug in die falsche Richtung geflogen. Andi hat den Mission Mode unterbrochen, das Flug manuell auf Kurs gebracht und danach wieder auf Mission Mode umgeschaltet. Zielhöhe war 50m, geschätzt ist Flgz. zwischen 20 - 30 m höhe geflogen. Andi versucht manuell zu landen, aber Fernbedienungsverbindung war plötzlich weg (kurz vor dem Aufsetzen).

• Beim Start fliegt der Flieger in die falsche Richtung und muss manuell korrigiert werden
• Beim Flug im Kreis wird die Höhe nicht gehalten
• Kurz vor der Landung geht die Verbindung zur Fernsteuerung verloren

QGroundcontrol gibt Meldung das immer wieder die Verbindung zum Empfänger verloren wird ( <hier Meldung aus log ergänzen> ).

Staudruckrohr wieder demontiert. Kabelverbindung Funkempfänger zum Autopilot wurden untersucht. Am JST Stecker ist ein Pin nicht eingerastet. Pin eingedrückt, scheint dann zu halten. Anderer Stecker (2,5 mm Raster Teil) auch nicht optimal, aber keine bedenken wegen Kontaktproblemen. Alles wieder zusammengebaut. Beim Zuschrauben der Klappe des Fliegers, wieder Fehler mit der Verbindung zum Empfänger. Alle Kabel nochmal kontrolliert. Sobald Klappe versucht wird zu schließen, Probleme mit Verbindung Empfänger. Daraufhin wurde der Empfänger nach hinten verlegt.

Abbildung 1: Flightplotanalyse des Kalmanfilters zur Positions- und Lageschätzung

In Abbildung 1 kann man die Unterschiede zwischen der Geschwindigkeitsschätzung des Kalmanfilters und des GPS sehen. “estimator.vel_n” gibt die Geschwindigkeitsschätzung des Kalmanfilters in Nordrichtung an. “gps.vel_n” gibt die Geschwindigkeitsschätzung in Nordrichtung des GPS an. Man sieht große Abweichungen, die zum Zeitpunkt t=25:57 verschwinden. Im Log ist zu lesen “EKF bad yaw corrected using GPS Course”. Die Abweichungen drücken sich auch durch den Parameter “vel_test_ratio” aus, der das Verhältnis zwischen Sensormessungen und Schätzung durch den Kalmanfilter ausdrücken. Dieses Verhältnis sollte im normalen guten Flug einen Wert unter 0.5 haben. Hier steigt der Wert auf 7.5.

Die Richtung des Flugzeugs wird beim Start durch den Kompass ermittelt. Hier ist die Kompassrichtung wahrscheinlich falsch. Deshalb kommt es zu falschen Geschwindigkeits- und Positionsschätzungen durch das Inertialsystem.

Informationen über die EKF Analyse siehe: https://dev.px4.io/en/tutorials/tuning_the_ecl_ekf.html

Bei diesem Flug wurde kurz vorher provisorisch das Pitotrohr zur Messung der Geschwindigkeit durch die Luft eingebaut. Wenn ein Pitotrohr eingesetzt wird ändert sich der Regelalgorithmus.

Abbildung 2: Messung der Pitotgeschwindigkeit, TECS Status und Throttle

In Abbildung 2 kann man sehen, dass der TECS (Total Energy Control System) zur Regelung der Höhe und Geschwindigkeit manchmal in den Mode 1 (”TECS_MODE_UNDERSPEED“) geht. Mode 0 ist “Normal”. Der Mode wird in der Abbildung durch die gelbe Linie dargestellt. Der Regler nimmt an, dass das Flugzeug eine zu geringe Geschwindigkeit hat. Die Möglichkeiten zur Erhöhung der Geschwindigkeit sind der Schub (Throttle) und Sinkflug. Der Throttle ist im Mode UNDERSPEED auf 100%.

Wahrscheinlich ist eine falsche Messung der Pitotgeschwindigkeit die Ursache für den 100% Throttle und die großen Änderungen in der Flughöhe, weil das TECS System durch den Sinkflug und Vollgas die fälschlich angenommene zu niedrige Geschwindigkeit in der Luft zu erhöhen versucht. In der Realität fliegt das Flugzeug mit ca. 108 km/h sehr schnell (siehe: Flight Review - Airspeed). Ein Vergleich mit einem willkürlich gewählten guten fixed wing Flug auf review.px4.io zeigt dort eine relativ gute Übereinstimmung von Pitot- und Groundspeed.

• Kabelbaum anständig verlegen und alle Bauteile im Flieger befestigen
• Antennen vom Empfänger sind teilweise bei der Fehlersuche abgegangen → Stecker mit Heißkleber oder ähnlichem fixieren!
• Empfängerposition überdenken (⇒ FrSky XSR-M eingebaut (16.8.18))
• Motorstecker → ESC mit Schrumpfschlauch gegen öffnen sichern
• Neue Motorbefestigung (Einschlagmuttern mit Schrauben der richtigen länge verwenden!)
• Motorhalter einkleben (⇒ Björn hat neue Motorhalterung gedruckt. Fritz eingebaut (16.8.18))
• Kompassrichtung überprüfen und ggf. einstellen (Wie geht das?)
• Pitotrohr ausbauen und irgendwann mal einbauen…

17.08.18 17 Uhr beim Modellflug-Club Augsburg