2014年4月の記事 - 電装・操縦班日記

2014年4月の記事です。

≪2014年2月 2014年5月≫

425~26 2ndTF 電装系ログ

書いた人: R.Yamada | 14/04/27 12:10

操舵担当です。2ndTFお疲れ様でした。

4/25～26の2ndTFの電装系ログを掲載します。

電装系の総括

・回転計

　ちゃんと仕事してる。

　遮光のための覆いが欲しい。

・高度計

　今回初めて機体が浮いたので予想通りいくつか問題点を発見。

　具体的には、

　・測定値をTF動画を比較して妥当性を検証すべき。

　・機体の振動によりセンサの方向がずれるため舟に固定が必要。

　・測定値の振動が大きいためLPFが欲しい。

　・草地に侵入した際センサ部分に土や草がついてしまっていた。

　といった感じ。

　1つ目～3つ目はすぐ出来る。

　4つ目は、超音波式にて測定を行っているためセンサ表面を覆うことが出来ず、対策が難しいが、

　そもそも草地に突っ込むことはレアケースだろうからあまり気にしなくてもよいか。

・気速計

　序盤の対気速度が低い時には機能していない。

　短距離など対気速度が高い時には割とまともな値を出しているように見える。

　GPSから得た対地速度と、計測係が測定した風向風速から対地速度を求めて、妥当性の検証をすべき。

　超音波式の開発が順調そうなのでそちらに乗り換えるのもありか。

・出力計

　大分いい感じになっきたように見える。

　データ処理の方法を色々と検討中。

　パイロットの脚がクランクにかける負荷は、クランクを押す時に大きくなり、戻す時に小さくなる。

　これにより出力計の生データは、90RPMならf=1.5[Hz]の正弦波のような形状になる。

　測定したいのはその正弦波の平均値なので、これまではこれを移動平均という方法で平滑化していたが、

　今回は最小二乗法による三角関数 y=Asin(wt+φ)+B への近似を行った結果、測定値の振動をより抑制することが出来た。

　次のグラフに移動平均法と最小二乗法の比較結果を示します。

　またアスペクト比の高い人も言っていたように右脚と左脚の測定結果の和を取ると更に結果が平滑化されることが予想される。

　それ以外にもデジタルフィルタによる処理も検討すべきか。　

・GPS

　1本目転がしの位置データが途中で途切れていたが、それ以外ではちゃんと仕事している。

　GPSモジュールの設置場所は前田桁のよりも前にすべきか。

＜回転試験：60回転30秒・90回転30秒＞

＜1本目：転がし＞

（GPSログは途中で途切れていたため掲載無）

＜2本目：滑走＞

＜3本目：ジャンプ＞

＜4本目：ジャンプ＞

＜5本目：短距離＞

＜6本目：短距離＞

＜7本目：短距離＞

草地に突っ込みまくっててGPSの解析するのが恐ろしいですね・・・

GoogleEarth用のGPS軌跡データです。

GoogleEarthにインポートすると機体が動く軌跡が動く様子を見ることができます。

インストールの方法は前回の記事を見て下さい。

140425_2ndTF_②滑走_GPSログ.kml

140425_2ndTF_③ジャンプ_GPSログ.kml

140425_2ndTF_④ジャンプ_GPSログ.kml

140425_2ndTF_⑤短距離_GPSログ.kml

140425_2ndTF_⑥短距離_GPSログ.kml

140425_2ndTF_⑦短距離_GPSログ.kml

以上です。

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4/18~19 1stTF GPSログ

書いた人: R.Yamada | 14/04/21 00:24

2014年度操舵担当です。

1stTFのGPSログが大変良い感じに取れましたので掲載します。

実は大岡山キャンパスはビルに囲まれているせいか、学内無線LANが強過ぎるせいか、どこかの研究室が妙な電波を出しているのか、GPSのデバッグをしようとしても衛星の捕捉に時間がかかったり位置情報の精度が怪しかったりします。

しかし桶川は即座に10個以上の衛星を捕捉するという好条件。

さすがは自然広がる埼玉県です。

それゆえ位置情報や対地速度の精度もかなり高いように思われます。

転がし1本目

機体が大きく右にずれてしまっています。

転がし2本目

まっすぐ進めてますね。

転がし3本目

微妙に左にずれているような？

（滑走のGPSログは前回の記事に書いた理由で載せられません。）

なお、これらのGPSログですがPCにGoogleEarthをインストールしていただくと、こんな感じで時間スライダを動かして機体の軌跡が動く様子を見られたり、

各矢印をクリックしてその地点での機体情報を見たりできます。

手順を簡単に書いておきますのでお暇な時間に是非お試しください。

①GoogleEarthをインストール

こちらからGoogleEarthをインストールしてください。

「GoogleEarthをダウンロード」→「同意してダウンロード」→GoogleEartgSetup.exeがダウンロードされる→GoogleEarthSetup.exeをダブルクリック

でインストールできます。

②軌跡データをダウンロード

140418_1stTF_転がし1～3本目GPSログ.kmlから軌跡データをダウンロードしてください。

この軌跡データはGPSと計器の情報をロガーで保存し、kmlというGoogleEarth対応のファイル形式に変換したものです。

③軌跡データのインポート

GoogleEarthを起動し（インターネット接続環境が必要）、「ファイル」→「開く」→②でダウンロードした軌跡データ(.kml)を指定してください。

以上です。あとは時間スライダ（画面左上の青色のバー）を動かして遊んでみてください。

何かバグがあれば操舵担当まで。

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4/18~19 1stTF 計器ログ

書いた人: R.Yamada | 14/04/19 14:49

2014年度操舵担当です。

TFお疲れ様でした。

1st-TFでの回転試験・転がし・滑走のログを掲載します。

1.回転試験

　日が明け始めた最後の2回分（＝5回目・6回目）の回転試験の回転計・出力計ログです。

1.1：5回目(5:28～5:29)回転試験ログ

設定は60回転30秒だったと思いますが、70回転くらい出ています。

出力は右足平均90[W]で、両足では180[W]程度と推測されます。

1.2：6回目(5:29～5:31)回転試験ログ

回転数90[RPM]、右足平均出力200[W]。

両足では400[W]近く出ていると思われます。

2.転がし

回転計・出力計に加えて、GPSから算出した対地速度も掲載します。

出力はペラ交流？のために回転試験時より低めに出ています。

気速計の値はどうにも上手く出ていません。担当者と話した限りでは不感帯がかなり大きいのでまだまだ改善の余地ありです。

2.1 転がし1本目（回転数70[RPM]、右足出力60～100[W]、対地速度最大値4.2[m/s]）

2.2 転がし2本目（回転数70[RPM]、右足出力50～100[W]、対地速度最大値4.8[m/s]）

2.3 転がし3本目（回転数70[RPM]、右足出力50～80[W]、対地速度最大値5.5[m/s]）

3.滑走

GPSログですが、滑走の後半だけGPSモジュールと衛星の通信が切断されています。

この箇所以外に通信が切断されたときはなかったので、もしかしたら保持・減速の際に上田上部のGPSモジュールを誤って手で覆ってしまった人がいたのかもしれないと思っています。

GPSモジュールが何かで覆われてしますと衛星との通信が出来なくなってしまうので、もし心当たりのある人がいたら今後気を付けていただけるようよろしくお願いします。

ここでは回転計・出力計ログのみ掲載します。

滑走（回転数90[RPM]、右足出力120～160[W]）

GPSによる位置のログも取れていますが、長くなるので別の記事に分けて書きます。

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4/16 回転試験電装系ログ

書いた人: R.Yamada | 14/04/17 17:08

2014年度操舵担当です。

昨日の回転試験お疲れ様でした。

回転計と出力計のログを掲載します。

1つ目は異音問題解消後の90回転30秒です。

回転数は90RPMで安定。

右足の出力は平均170[W]、両足では340[W]程度と推測されます。（回転試験時なので飛行時の240[W]よりは高くなります。）

大変良い感じに値が取れていて、パイロット氏や全体設計氏のお墨付きも頂けました。

基本的に、パイロットが足でクランクを押す時と引く時の力の差によって、90RPM時の出力計の生データは周期約2/3[s]のsin波のように変化します。

値が130~210[W]で振動しているのは、その周期約2/3[s]のsin波を1秒ごとに平均化しているためと考えられます。

なお、パイロット氏によるとこの90回転時の終盤は足を押す時と引く時の負荷を一定にするように意識したらしいのですが、

出力のグラフからも時間1400～1410[s]辺りで振幅が小さくなっていることが確認できます。

2つ目は可変ピッチプロペラを1段階切った状態での100回転30秒です。

右足の出力は平均175[W]、両足で350[W]と回転数が増えてもクランクが軽くなることで出力が一定になっていることが確認できました。

ちなみに可変ピッチプロペラ電装系は、サーボを交換して、ペラ班にサーボとギアボックスを熱結合してもらった結果、大分発熱を抑えることが出来るようになってきました。

以上です。

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コクピOB [すごいね！自分たちが現役の頃は出力の計測...]

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4/11~12 GSU 電装系ログ

書いた人: R.Yamada | 14/04/13 02:53

2014年度操舵担当です。GSUお疲れ様でした。

GSUでの回転試験のログを掲載します。

何度か行った回転試験の内、グランドで行った最後の2回の分の回転計・出力計ログです。

（GSUで見つかった回転計の計算式のミスを修正した後のデータです。）

回転数40～50[RPM],出力（右足だけで）80[w]くらいです。

両足合わせた出力は160[w]くらいと推測されます。（早めに左足の分の作りますすいません。）

次にGPSから得た"転がし"の時の対地速度です。

後半2回は対地速度3～4[m]。

クルーが小走りでついていくくらいの速度でした。

最後にGPSのログです。

GPSモジュールから得られた緯度経度をgoogle earthにインポートしました。

データ自体はまともに取れていますがぐちゃぐちゃしていて見づらいですね。

軌跡を追跡できるようなデータ形式を発見したのでTFまでにそちらを実装しようと思います。

以上です。

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4/8~9 ASU 電装系ログ

書いた人: R.Yamada | 14/04/09 22:08

少々ご無沙汰しておりました。2014年度操舵担当です。

4月8～9日にかけてASU（アリーナセットアップ）が行われました。

電操班は気速計・回転計・高度計・出力計・GPSのデータをロガーで記録しています。

しかし昨年はせっかく取ったログがあまり公開されていないように感じられたので、

今年はMeisterOnlineにて（主にMeister内部向けの内容にはなってしまいますが）随時公開していこうと考えています。

今回はASUですので回転計と出力計のみ掲載します。

最初の回転試験にて異音が確認され、ギアボとペラシャフトを取り出して調整した後の回転試験のログです。

異音確認のため低い回転数で軽く漕いでいたようなので、回転数30[RPM]、出力（右足だけ）平均12[W]程度でした。

回転計は特に問題なさそうです。

右足の出力は12[W]を中心に約8秒周期で±5[W]ほどブレていて気になるところです。

両足合わせると25[W]程度であると推測されます。

低すぎるようにも感じられますが、飛行時90RPM程度出してみてどのような結果が得られるかを見てみないと何とも判断できません。

操舵系に関しては、スティックの動きと尾翼の切れ角方向が反対になっていた問題を修正し、サーボの切れ角と水平尾翼の切れ角の関係の測定しました。

切れ角の関係の測定については倉庫でもう一度行いたいところです。

サーボへの負荷を減らすために、目標角到達までの時間を長めに設定しておいたのですが、

応答性の問題があるのと、なにより尾翼が元気がなさそうに見える点が何とも・・・

この辺りについては全体設計氏と相談です。

ケーブル類を事前にフレームに貼り付けておかなかったのは失敗でした。

また椅子の後ろに制御回路を固定するホルダーが欲しいところです。

以上です。

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425~26 2ndTF 電装系ログ

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4/18~19 1stTF GPSログ

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4/18~19 1stTF 計器ログ

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4/16 回転試験 電装系ログ

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4/11~12 GSU 電装系ログ

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