JP2020108705A - Synchronization method when controlling identical rotor blade by using plurality of actuators - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無線通信で遠隔操縦を行う模型飛行機において、複数搭載され且つエルロンなどの可動する翼の動きを制御するアクチュエータ(サーボモータ)を同期させる技術に関する。 The present invention relates to a technique for synchronizing a plurality of actuators (servo motors) that control the movement of movable wings such as ailerons in a model airplane that is remotely controlled by wireless communication.
一般に、無線通信で遠隔操縦を行う模型飛行機を飛行させている時には、地上から送信機を介して指令を出して、エンジン・モータなどの駆動源の操作や、エルロン(補助翼)、ラダ−(方向舵)、エレベーター(昇降舵)、フラップ(高揚力装置)などの可動する翼を操作することにより、推進・上昇・下降・旋回などの機体の操縦を行っている。
可動する翼は、アクチュエータ(サーボモータ)によって、動きが制御されている。例えば、特許文献1の図1を参照すると、垂直尾翼に機体の左右方向の動きを制御するためのラダーが設けられていて、機体にアクチュエータが1個の取り付けられている。そのラダーとアクチュエータは、リンケージ部材を介して接続されている。
Generally, when flying a model airplane that is remotely controlled by wireless communication, a command is issued from the ground via a transmitter to operate a drive source such as an engine/motor, an aileron (auxiliary wing), a ladder ( By operating movable wings such as rudder, elevator (elevator), flap (high lift device), the aircraft is operated by propulsion, ascent, descent and turning.
The movement of the movable wing is controlled by an actuator (servo motor). For example, referring to FIG. 1 of Patent Document 1, a vertical tail is provided with a ladder for controlling the lateral movement of the airframe, and one actuator is attached to the airframe. The ladder and the actuator are connected via a linkage member.
また、同文献の図2を参照すると、水平尾翼には、機体の上下方向の動きを制御するためのエレベーターが設けられていて、アクチュエータが1個の取り付けられている。そのエレベーターとアクチュエータは、リンケージ部材を介して接続されている。
このように、一般的な模型飛行機においては、ラダー、エレベーター、エルロン、フラップなどの可動する翼は、1個のアクチュエータにより制御されていることが多い。
Further, referring to FIG. 2 of the same document, an elevator for controlling the vertical movement of the aircraft is provided on the horizontal stabilizer, and one actuator is attached to the elevator. The elevator and the actuator are connected via a linkage member.
As described above, in a general model airplane, movable wings such as a ladder, an elevator, an aileron, and a flap are often controlled by one actuator.
ところで、無線通信で遠隔操縦を行う(ラジオ・コントロール)模型飛行機については、機体の種類が様々存在する。その中においても、全長(機体)や全幅(主翼部)のそれぞれが1mを超えるような大型の機体がある。それ故、大型の模型飛行機は、左右の主翼、水平尾翼、垂直尾翼なども大きく長いものとなっている。また、エルロンなどの可動する翼も大きく長いものとなっている。 By the way, there are various types of model aircraft for radio controlled remote control model airplanes. Among them, there is a large-sized airframe whose total length (airframe) and overall width (main wing) exceed 1 m. Therefore, the large model airplane has large and long main wings, horizontal tails, and vertical tails. Also, the movable wings such as ailerons are large and long.
その可動する翼が大きく長いものになると、1個のアクチュエータで可動する翼の動きを制御することがむずかしくなるので、複数のアクチュエータにより可動する翼の動きを制御するようになっている。
しかしながら、複数のアクチュエータを同時に駆動させても、同じ量駆動するとは限らない。すなわち、複数のアクチュエータに同じ角度の指令を入力しても、アクチュエータの出カ軸は全て同じ角度になるとは限らない。
When the movable blade becomes large and long, it becomes difficult to control the movement of the movable blade with one actuator, so that the movement of the movable blade is controlled by a plurality of actuators.
However, driving a plurality of actuators at the same time does not always drive the same amount. That is, even if commands of the same angle are input to a plurality of actuators, the output axes of the actuators do not all have the same angle.
例えば、エルロンを3個のアクチュエータで制御する場合、傾きが10°となる指令を3個のアクチュエータに入力しても、そのうち1個のアクチュエータは10°となっても、その他のアクチュエータは、11°や9°といったように、指令に沿った駆動にならないことがある。
その理由として、例えば、アクチュエータには個体差があるため、複数備えた場合、それらのアクチュエータの出力軸がバラバラに駆動する。これは、アクチュエータに内蔵された角度センサーのバラツキに起因するものである。
For example, when the aileron is controlled by three actuators, even if a command for tilting 10° is input to the three actuators, even if one of them becomes 10°, the other actuators become 11°. In some cases, the drive cannot be performed according to the command such as ° or 9°.
The reason is that, for example, since actuators have individual differences, when a plurality of actuators are provided, the output shafts of those actuators are driven separately. This is due to the variation of the angle sensor built in the actuator.
さらには、上述したアクチュエータのバラツキに加えて、エルロンなどを動かすリンケージ部材の精度(アクチュエータと可動する翼の組み付けの精度)の問題もある。そのため、例え、アクチュエータが指示通りに動作したとしても、動翼としては異なる角度に動作してしまっている場合があり得る。
このように、指令に対して、複数のアクチュエータがそれぞれ異なる駆動をする(10°に対して11°や9°など異なる角度になる)と、互いに牽制し合って、アクチュエータが損傷することとなる。またこれにより、エルロンなど可動する翼が捻れてしまい、飛行において不具合が生じることとなる。
Furthermore, in addition to the above-mentioned variations in the actuator, there is a problem in the accuracy of the linkage member that moves the aileron and the like (the accuracy of the assembly of the actuator and the movable wing). Therefore, even if the actuator operates as instructed, the moving blade may have operated at a different angle.
In this way, when a plurality of actuators drive differently in response to a command (different angles such as 11° and 9° with respect to 10°), they restrain each other and the actuators are damaged. .. Further, this causes twisting of the movable wings such as ailerons, resulting in problems in flight.
すなわち、複数のアクチュエータの駆動を同調させる制御が必要となってくる。
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、複数のアクチュエータを制御するにあたり、入力された指令に沿った駆動にならないアクチュエータに対して、補正値を与えておき、指令が入力されると補正値により指令に沿った駆動を出力することで、エルロンなどの可動する翼(同一動翼)の動きを精確に制御することができる複数のアクチュエータを用いて同一動翼を制御する場合の同期方法、言い換えれば、模型飛行機に複数搭載されたアクチュエータの同期方法を提供することを目的とする。
That is, it is necessary to control the drive of a plurality of actuators in synchronization.
Therefore, in view of the above problems, the present invention provides a correction value to an actuator that does not drive in accordance with an input command when controlling a plurality of actuators, and the correction value is input when the command is input. By outputting the drive according to the command by, the synchronization method when controlling the same blade using a plurality of actuators that can accurately control the movement of the movable blade (same blade) such as aileron, In other words, it is an object of the present invention to provide a method of synchronizing actuators mounted on a model airplane.
上記の目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
本発明にかかる複数のアクチュエータを用いて同一動翼を制御する場合の同期方法は、模型飛行機に複数搭載され且つ前記模型飛行機の可動する翼を制御するアクチュエータを同期させる方法において、前記翼を制御するn個のアクチュエータMnの駆動を同調させるにあたり、前記アクチュエータMnのうち、a番目のアクチュエータMaを基準とし、b番目のアクチュエータMbを同期対象とし、前記アクチュエータに対して、基準の指令値を含む複数の指令値を入力して、二つのアクチュエータMaとアクチュエータMbを駆動させた際の電流値Aが最小となるAminを探索し、得られた電流の最小値Aminにおける前記アクチュエータに対する指令値と、前記基準の指令値との差分を求め、求めた差分を、前記アクチュエータMaの駆動と同期するための前記アクチュエータMbの補正値αとすることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the following technical means were taken in the present invention.
A synchronizing method for controlling the same moving blade using a plurality of actuators according to the present invention is a method for synchronizing a plurality of actuators mounted on a model airplane and controlling movable wings of the model airplane, the wings being controlled. Upon tuning the driving of n actuators M n which, among the actuator M n, with respect to the a-th actuator M a, and synchronized the b-th actuator M b, with respect to the actuator, the reference of enter multiple command values including a command value, searches the a min current value a becomes the smallest when the drives the two actuators M a and the actuator M b, the minimum value of the obtained current a min And a reference command value for the actuator, and the obtained difference is used as a correction value α of the actuator M b for synchronizing with the driving of the actuator M a. ..
好ましくは、前記アクチュエータMbは、前記補正値αが記録可能な構成とされているとよい。
好ましくは、前記複数のアクチュエータMnの駆動を同調させるにあたり、以下のステップ(S1)〜(S12)の手順に従って行うとよい。
(S1):アクチュエータの出力軸の回転可能範囲を所定の角度ごとに区分ける作業を、n個全てのアクチュエータMnについて行う。
Preferably, the actuator Mb is configured to be able to record the correction value α.
Preferably, in synchronizing the driving of the plurality of actuators M n , it is preferable to follow the procedure of the following steps (S1) to (S12).
(S1): The work of dividing the rotatable range of the output shaft of the actuator into predetermined angles is performed for all n actuators M n .
(S2):アクチュエータMnのうち、a番目のアクチュエータMaを基準のアクチュエータとする。
(S3):(S1)で区分けしたもののうち一つの区分けにおいて、基準のアクチュエータMaに対して、出力軸の角度を任意の位置に制御する指令値θを入力する。
(S4):(S3)で入力した指令値θを、基準の角度とする。
(S2): Of the actuators M n , the a-th actuator M a is used as a reference actuator.
(S3) in one division of the those divided by :( S1), the reference of the actuator M a, and inputs a command value θ for controlling the angle of the output shaft in any position.
(S4): The command value θ input in (S3) is used as the reference angle.
(S5):複数搭載されているアクチュエータMnのうち、b番目のアクチュエータMbを同期対象とする。
(S6):アクチュエータMaとアクチュエータMbに対して、(S4)で決定した指令値θを入力して駆動させる。
(S7):指令値θをアクチュエータMaに入力し、指令値(θ+x)と指令値(θ−x)の間の値をアクチュエータMbに入力し、指令値(θ±x)の範囲で駆動させる。
(S5): Among the plurality of mounted actuators M n , the b-th actuator M b is targeted for synchronization.
(S6): the actuator M a and the actuator M b, is driven by entering the command value θ determined in (S4).
(S7): the command value theta input to the actuator M a, a value between the command value (θ + x) and the command value (θ-x) input to the actuator M b, in the range of the command value (θ ± x) Drive it.
(S8):(S7)で指令値(θ±x)の範囲内で駆動しているとき、アクチュエータMaとアクチュエータMbに流れる電流値Aを測定し、電流値の最小値Aminを探索する。
(S9):(S8)で探索した電流値の最小値Aminにおける指令値θ’と、基準の指令値θとの差分yを求め、その差分yを、アクチュエータMaの駆動と同期するためのアクチュエータMbの補正値αとする。ただし、x≧yである。
(S8) :( S7) when being driven within the command value (θ ± x), and measuring a current value A flowing through the actuator M a and the actuator M b, search the minimum value A min of a current value To do.
(S9) :( a command value theta 'at the minimum value A min of the search current value at S8), calculates a difference y between the command value theta criterion, the difference y, to synchronize with the driving of the actuator M a The correction value α of the actuator M b of However, x≧y.
(S10):(S9)で決定した補正値αをアクチュエータMbに記録する。
(S11): 同期対象のアクチュエータMbにて、所定の角度ごとに区分けをした全てにおいて、(S6)〜(S10)の手順を実施して、それぞれの区分けにおける補正値αを求めて、アクチュエータMbに記録する。
(S12):(S5)に戻って、複数のアクチュエータMnから、同期対象となるアクチュエータMを新たに選び出して、(S11)までの手順を、同期対象となる全てのアクチュエータMnに対して実施して、補正値αを所定の角度ごとに区分けをした全てにおいて求めて、アクチュエータMnのそれぞれに記録する。
(S10): The correction value α determined in (S9) is recorded in the actuator M b .
(S11): in synchronized actuators M b, in all in which the divided every predetermined angle, (S6) to perform the procedure of ~ (S10), and obtains the correction value α in each division, the actuator Record in M b .
(S12): Returning to (S5), the actuator M to be synchronized is newly selected from the plurality of actuators M n , and the procedure up to (S11) is performed for all the actuators M n to be synchronized. The correction value α is obtained for all the sections classified by a predetermined angle and recorded in each of the actuators M n .
本発明によれば、複数のアクチュエータを制御するにあたり、入力された指令に沿った駆動にならないアクチュエータに対して、補正値を与えておき、指令が入力されると補正値により指令に沿った駆動を出力することで、エルロンやラダーなどの可動する翼(同一動翼)の動きを精確に制御することができる。 According to the present invention, when controlling a plurality of actuators, a correction value is given to an actuator that is not driven according to an input command, and when a command is input, drive is performed according to the command by the correction value. By outputting, it is possible to precisely control the movement of the movable wings (the same moving blade) such as the aileron and rudder.
以下、本発明にかかる同期方法(複数のアクチュエータを用いて同一動翼を制御する場合の同期方法)の実施形態を、図を参照して説明する。
なお、以下に説明する実施形態は、本発明を具体化した一例であって、その具体例をもって本発明の構成を限定するものではない。また、図面に関して、見やすくするため、模型飛行機の構成部品の一部を省略して描いている。また、翼の前後及び左右等の方向については、図1に示す通りである。
Hereinafter, an embodiment of a synchronization method according to the present invention (a synchronization method in the case of controlling the same blade using a plurality of actuators) will be described with reference to the drawings.
It should be noted that the embodiment described below is an example in which the present invention is embodied, and the configuration of the present invention is not limited to the specific example. In addition, in the drawings, some of the components of the model airplane are omitted for clarity. The directions of the front and rear and the left and right of the wing are as shown in FIG.
まず、模型飛行機の構成について説明する。
機体(胴体)は、前後方向(長手方向)に長く、内部は空洞となっている。その内部には、機体を制御する制御機構(受信機、アクチュエータ3(サーボモータ)など)、バッテリ又は燃料タンクなどが収容されている。また、プロペラ機タイプの場合、機体の機首側に、モータ又はエンジンなどの駆動部が取り付けられている。
First, the configuration of the model airplane will be described.
The machine body (fuselage) is long in the front-rear direction (longitudinal direction) and is hollow inside. A control mechanism (receiver, actuator 3 (servo motor), etc.) for controlling the machine body, a battery, a fuel tank, etc. are housed inside thereof. In the case of the propeller aircraft type, a drive unit such as a motor or an engine is attached to the nose side of the machine body.
主翼1は、機体の前後方向中央に、左右一対取り付けられている。ジェット機タイプの場合、主翼1に、駆動源(モータ又はエンジン)が取り付けられている。その主翼1には、エルロン2やフラップが設けられている。
エルロン2は、補助翼とも呼ばれ、主翼1の後部外側に備えられていて、機体の前後方向軸心回りの動き(ローリング、傾き)を制御するための翼である。フラップは、高揚力装置とも呼ばれ、主翼1の後部内側に備えられていて、機体の揚力を発生させるための翼である。
A pair of left and right main wings 1 are attached to the center of the body in the front-rear direction. In the case of the jet type, a drive source (motor or engine) is attached to the main wing 1. The main wing 1 is provided with ailerons 2 and flaps.
The aileron 2 is also called an auxiliary wing, and is provided on the outer side of the rear portion of the main wing 1 and is a wing for controlling the movement (rolling, inclination) of the body around the longitudinal axis. The flap is also called a high lift device and is a wing provided inside the rear part of the main wing 1 and for generating lift of the airframe.
垂直尾翼は、機体の前後方向後側に、上方に向かって突設されている。垂直尾翼の後側に、ラダ−が設けられている。ラダ−は、方向舵とも呼ばれ、垂直尾翼に備えられていて、機体の上下方向軸心回りの動き(ヨーイング、左右方向の動き)を制御するための舵である。
水平尾翼は、機体の前後方向後側に、左右一対取り付けられている。水平尾翼の後側に、エレベーターが設けられている。エレベーターは、昇降舵とも呼ばれ、水平尾翼に備えられていて、機体の左右方向軸心回りの動き(ピッチング、機首の上下方向の動き)を制御するための舵である。
The vertical stabilizer is provided on the rear side in the front-rear direction of the body so as to project upward. A ladder is provided on the rear side of the vertical stabilizer. The rudder is also referred to as a rudder, and is a rudder that is provided on the vertical tail and controls the movement of the airframe around the vertical axis (yawing, horizontal movement).
A pair of left and right horizontal stabilizers are attached to the rear side of the body in the front-rear direction. An elevator is installed behind the horizontal stabilizer. The elevator, which is also called an elevator, is provided on the horizontal stabilizer and is a rudder for controlling the movement of the airframe around the horizontal axis (pitching, vertical movement of the nose).
エルロン2(補助翼)、ラダ−(方向舵)、エレベーター(昇降舵)、フラップ(高揚力装置)などの可動する翼(同一動翼)が動きが、アクチュエータ3(サーボモータ)によって制御され、上昇・下降・旋回などの模型飛行機の操縦が行われる。
例えば、ラジオ・コントロール模型飛行機の動作について、飛行中の機体を左側へ旋回させるとき、垂直尾翼のラダーを左に向け、左側の主翼1のエルロン2を上げると共に右側の主翼1のエルロン2を下げて機体を左へ傾け、水平尾翼のエレベーターを下に向けて機首を上げる動作をすることで、左方向へ旋回する。
The movement of movable blades (same rotor blades) such as aileron 2 (auxiliary blade), ladder (rudder), elevator (elevator), flap (high lift device) is controlled by actuator 3 (servo motor) to raise.・Maneuvering model airplanes such as descending and turning.
For example, regarding the operation of a radio-controlled model aircraft, when turning the aircraft in flight to the left, turn the rudder of the vertical tail to the left, raise the aileron 2 of the left main wing 1 and lower the aileron 2 of the right main wing 1. The aircraft turns to the left by tilting the fuselage to the left and raising the nose with the horizontal tail elevator facing down.
なお、飛行機は飛行時浮いた状態であるので、方向を変える場合、エルロン2で機体を傾ける必要がある。機体を傾けただけでは、斜め下方に滑り落ちるような状態になるので、エレベーターで機首を上げる。
ここで、本発明にかかる複数のアクチュエータ3(サーボモータ)を用いて同一動翼を制御する場合の同期方法について、詳細に説明する。
Since the airplane is in a floating state during flight, it is necessary to tilt the body with aileron 2 when changing the direction. Just tilting the aircraft will cause it to slide down diagonally, so raise the nose of the elevator.
Here, a synchronization method for controlling the same moving blade by using the plurality of actuators 3 (servo motors) according to the present invention will be described in detail.
なお、本実施形態においては、エルロン2を制御するアクチュエータ3を例に挙げて説明するが、ラダ−、エレベーター、フラップなどの可動する翼(同一動翼)を制御するアクチュエータ3についても、本発明は適用可能である。
図1は、模型飛行機の主翼1(左主翼)に備えられたエルロン2の制御系統の概略を模式的に示した図であり、下方(裏面)から見上げた図である。
In the present embodiment, the
FIG. 1 is a diagram schematically showing an outline of a control system of an aileron 2 provided on a main wing 1 (left main wing) of a model airplane, and is a view looking up from below (back side).
本発明は、模型飛行機に複数搭載され、エルロン2を制御するアクチュエータ3(サーボモータ)を同期する方法であり、所定の角度の間において、任意の角度(位置)に固定することができるように制御されたアクチュエータ3を複数搭載し、その複数のアクチュエータ3の制御角度を同期させ、且つ駆動を同調させることができる同期方法である。
すなわち、エルロン2の動作を一定にするため、複数のアクチュエータ3の動作を同期(同調)させる。
The present invention is a method of synchronizing a plurality of actuators 3 (servo motors) that control ailerons 2 and are mounted on a model airplane so that they can be fixed at arbitrary angles (positions) between predetermined angles. This is a synchronization method in which a plurality of controlled
That is, in order to make the operation of the aileron 2 constant, the operations of the plurality of
まず、アクチュエータ3(サーボモータ)の構成については、以下の通りである。
本実施形態においては、複数のアクチュエータ3は直列に接続されており、その間に電流計9が接続されている。
通常、アクチュエータ3は角度センサに則り、指示された角度θ(指令値)の位置で止まるように、出カ軸の回転を制御している。
First, the structure of the actuator 3 (servo motor) is as follows.
In the present embodiment, the plurality of
Normally, the
本実施形態では、角度センサのバラツキ(主に角度に対するセンサ値の直線性)を補正するため、出力軸4が回転することができる範囲(制御角度可能範囲)を、所定の間隔(ある程度の細かさ)で区分けし、それぞれの区分けにおいて適切な個別の補正情報(指令値θに対する補正値α)を予めアクチュエータ3に与えておき、角度センサのバラツキを補正できる仕組みを持たせておくこととしている。
In the present embodiment, in order to correct the variation of the angle sensor (mainly the linearity of the sensor value with respect to the angle), the range in which the
本実施形態では、補正値αを複数登録することができるアクチュエータ3を採用している。つまり、本実施形態のアクチュエータ3は、制御装置11などに接続して、細かな設定データの登録・変更ができるプログラマブルサーボである。
また、アクチュエータ3を調整するときの構成については、以下の通りである。
単一物(例えば、エルロン2)を複数のアクチュエータ3で操作する際、アクチュエータ3のそれぞれにおいて、角度センサにバラツキがある場合、アクチュエータ3全体としては同じように動作しているように見えるが、個々のアクチュエータ3に着目すると、入力された指令値θに対して制御角度が異なる(例えば、θ=10°に対して11°となる)ことがあり、互いに牽制し合う場合が発生することがある。
In this embodiment, the
The configuration for adjusting the
When operating a single object (for example, aileron 2) with a plurality of
このように、2個以上のアクチュエータ3が互いに牽制した状態のままでは、いずれかのアクチュエータ3、もしくは、全てのアクチュエータ3が焼損するおそれがある。これを防ぐためには、全てのアクチュエータ3が牽制し合わずに同調して駆動するように、補正する必要がある。
アクチュエータ3の駆動を補正する方法としては、いくつか挙げられるが、本実施形態ではアクチュエータ3の牽制のみに着目している。なお、実際の直線性までは考慮していない。このような場合、まず任意に、基準となるアクチュエータ3を決め、その基準のアクチュエータ3に対して、従属するアクチュエータ3の直線性を合わせることが望ましい。従属するアクチュエータ3の直線性を合わせるためには、アクチュエータ3側の構成を利用して補正する。その際、補正するための基準として、アクチュエータ3が消費する電流を用いる。
As described above, if the two or
There are several methods for correcting the drive of the
理由としては、例えば、2個のアクチュエータ3が互いに牽制している状態では、その2個のアクチュエータ3が消費する電流が増加することとなる。このような状態になると、アクチュエータ3の焼損が発生してしまうおそれがある。つまり、アクチュエータ3の牽制がなくなれば、消費する電流が最小限に落ち着くこととなるので、それを利用する。
本発明の同期方法について、詳細に説明する。
The reason is that, for example, when the two
The synchronization method of the present invention will be described in detail.
図1に示すように、本実施形態においては、アクチュエータ3は主翼1に3個(n=3)搭載されていて、左から順に、アクチュエータM1、アクチュエータM2、アクチュエータM3とする。
アクチュエータ3には、出力軸4が設けられていて、その出力軸4にはサーボホーン5が取り付けられている。サーボホーン5の先端には、リンゲージ部材6が取り付けられている。リンゲージ部材6は、一方端側がエルロン2に接続されている。
As shown in FIG. 1, in the present embodiment, three actuators 3 (n=3) are mounted on the main wing 1, and the actuators M 1 , M 2 , and M 3 are arranged in order from the left.
An
つまり、エルロン2は、リンゲージ部材6を介して、アクチュエータ3に接続されている。
アクチュエータ3には、電源が供給される電源線7と、指令値θが入力される信号線8が接続されている。なお、入力される指令値θは、デジタル信号であり、アクチュエータ3の全てにおいて同じものとされている。また、信号線8は双方向に通信可能とされている。本実施形態においては、アクチュエータ3にデジタルサーボを採用している。電源線7と信号線8は、電流計9と制御部10を備える制御装置11(テストツール)に接続される。
That is, the aileron 2 is connected to the
The
テストツール11は、本発明の同期方法が内蔵された制御部10と電流計9を備えている。このテストツール11は、飛行前に模型飛行機に接続され、アクチュエータ3の調整が実施される。その調整終了後に、テストツール11は模型飛行機から取り外される。その後、電源線7と信号線8は、機体内の受信機などに接続される。
複数のアクチュエータM3(サーボモータM3)の駆動を同調させるにあたり、以下のステップ(S1)〜(S12)の手順に従って行う。
The
In synchronizing the driving of the plurality of actuators M 3 (servo motor M 3 ), the procedure of steps (S1) to (S12) below is performed.
(S1):アクチュエータ3に設けられている出力軸4の回転可能範囲を、所定の角度ごとに区分けを、3個全てのアクチュエータM3において行っておく。
アクチュエータ3の駆動領域(出力軸4の回転可能領域)を所定の間隔(角度)で複数の区分けし、その区分けごとに補正情報を登録可能な状態にしておく。
図2に示すように、例えば、出力軸4の回転可能範囲が60°=±30°であり、10°ごとに区分けする場合、「−30°、−20°、−10°、0°、10°、20°、30°」とに区分けされる。
(S1): The rotatable range of the
The drive area of the actuator 3 (rotatable area of the output shaft 4) is divided into a plurality of sections at predetermined intervals (angles), and correction information can be registered for each section.
As shown in FIG. 2, for example, when the rotatable range of the
なおここで、便宜的に、順に「区分け1(−30°)、区分け2(−20°)、区分け3(−10°)、区分け4(0°)、区分け5(10°)、区分け6(20°)、区分け7(30°)」とする。
この区分けを、3個全てのアクチュエータM3において行っておく。
(S2):3個のアクチュエータM3のうち、2番目のアクチュエータM2を基準とする。
Here, for convenience, in order, "division 1 (-30°), division 2 (-20°), division 3 (-10°), division 4 (0°), division 5 (10°),
This division is performed for all three actuators M 3 .
(S2): Of the three actuators M 3, referenced to the second actuator M 2.
アクチュエータ3が3個搭載されている場合、中央のもの(真ん中の2番目のアクチュエータM2)とすることが望ましい。
(S3):(S1)で区分けしたもののうち一つの区分けにおいて、基準のアクチュエータM2に対して、出力軸4の角度を任意の位置に制御する指令値θを入力する。
例えば、基準のアクチュエータM2の「区分け5」において、出力軸4の角度を10°の位置に固定する指令値θを入力する。すなわち、「区分け5」で、指令値θ=10°を基準のアクチュエータM2に入力する。
When three
(S3) in one division of the those divided by :( S1), the actuator M 2 of the reference, and inputs a command value θ for controlling the angle of the
For example, in the “
(S4):(S3)で入力した指令値θを、基準の角度とする。
例えば、基準のアクチュエータM2の「区分け5」においては、指令値θ=10°が基準の角度となる。
(S5):複数搭載されているアクチュエータM3のうち、1番目のアクチュエータM1を同期対象とする。その後、アクチュエータM1の補正値αを求め、合わせて、アクチュエータM3の補正値αを求めることとしている。
(S4): The command value θ input in (S3) is used as the reference angle.
For example, in the “
(S5): Among the actuator M 3 being more mounted, the first actuator M 1 and synchronized. After that, the correction value α of the actuator M 1 is obtained, and the correction value α of the actuator M 3 is also obtained.
(S6):アクチュエータM2とアクチュエータM1に対して、(S4)で決定した指令値θを入力して駆動させる。
(S4)で決定した指令値θ=10°を入力して、アクチュエータM2とアクチュエータM1を駆動させる。
(S7):指令値θを入力した後に、アクチュエータM2とアクチュエータM1が互いに牽制し合い、アクチュエータM2とアクチュエータM1に供給される電流値Aが増加した場合、入力した基準の指令値θに対して、指令値(θ+x)と指令値(θ−x)をアクチュエータM1に入力し、指令値θ’=(θ±x)の範囲で連続的に駆動させる。
(S6): The command value θ determined in (S4) is input to the actuators M 2 and M 1 to drive them.
The actuator M 2 and the actuator M 1 are driven by inputting the command value θ=10° determined in (S4).
(S7): When the actuator M 2 and the actuator M 1 restrain each other after the command value θ is input and the current value A supplied to the actuator M 2 and the actuator M 1 increases, the reference command value that is input With respect to θ, the command value (θ+x) and the command value (θ−x) are input to the actuator M 1 and continuously driven within the range of the command value θ′=(θ±x).
なお、基準のアクチュエータM2には、指令値θが入力されたままである。
例えば、アクチュエータM1に対し、12°〜8°((θ+x)〜(θ−x))の範囲で駆動する指令値θ’を入力し、その範囲でアクチュエータM1を駆動させる。すなわち、指令値θ’=(θ±x)=10°±2°の範囲で、エルロン2を揺動させる。
(S8):(S7)で指令値θ’=(θ±x)の範囲内で駆動しているとき、アクチュエータM2とアクチュエータM1に流れる電流値Aを測定し、アクチュエータM2とアクチュエータM1の牽制が最小となるときの電流値の最小値Aminを探索する。
The command value θ is still input to the reference actuator M 2 .
For example, with respect to the actuator M 1, enter the 12 ° ~8 ° ((θ + x) ~ (θ-x)) command value for driving the range of theta ', drives the actuator M 1 in that range. That is, the aileron 2 is swung within the range of the command value θ′=(θ±x)=10°±2°.
(S8): While driving within the range of the command value θ′=(θ±x) in (S7), the current value A flowing in the actuator M 2 and the actuator M 1 is measured, and the actuator M 2 and the actuator M are measured. The minimum value A min of the current value when the restraint of 1 is the minimum is searched for.
アクチュエータM2とアクチュエータM1が互いに牽制し合うと、電流値Aが増加することとなり、アクチュエータM2とアクチュエータM1が焼損するおそれがあるので、牽制し合わない電流値の最小値Aminを探す。
その後、電流値の最小値Aminを探索するまで、(S7)の指令値θ’=(θ±x)の入力と(S8)の電流値Aの測定を繰り返す。
When the actuator M 2 and the actuator M 1 is mutually restrain each other, becomes the current value A is increased, since the actuator M 2 and the actuator M 1 is likely to burn, the minimum value A min of current values which are not to restrain look for.
Then, until the minimum value A min of the current value is searched, the input of the command value θ′=(θ±x) in (S7) and the measurement of the current value A in (S8) are repeated.
つまり、入力する指令値θ’=(θ±x)を入れ替えて、エルロン2を指令値θ’の範囲内で揺動させて、アクチュエータM2とアクチュエータM1の牽制が最小となるときの電流値の最小値Aminが見つかるまで探し出す。
(S9):(S8)で探索した電流値の最小値Aminにおける指令値(θ+y)と、基準の指令値θとの差分yを求める。その差分yを、基準であるアクチュエータM2の駆動と同調するためのアクチュエータM1の補正値α21とする。ただし、y≧xである。
That is, the input command value θ′=(θ±x) is exchanged, the aileron 2 is swung within the range of the command value θ′, and the current when the restraint of the actuator M 2 and the actuator M 1 is minimized. Search until the minimum value A min is found.
(S9): The difference y between the command value (θ+y) at the minimum current value A min searched in (S8) and the reference command value θ is obtained. The difference y is set as the correction value α 21 of the actuator M 1 for synchronizing with the driving of the actuator M 2 which is the reference. However, y≧x.
例えば、(S8)において、電流値の最小値Aminを探し出したときの指令値(θ+y)が11°であった場合、基準の指令値θ=10°であるので、その差分y=11°−10°=1°と求まる。この値y=1°を補正値α21とする。
(S10):(S9)で決定した補正値α21をアクチュエータM1に記録する。すなわち、補正値α21=1°を「区分け5」における補正値として、アクチュエータM1に書き込む。つまり、補正値α21を、指令値θ=10°に対する補正情報として、アクチュエータM1に登録する。
For example, in (S8), when the command value (θ+y) when the minimum current value A min is searched for is 11°, the reference command value θ=10°, so the difference y=11°. -10°=1° is obtained. This value y=1° is used as the correction value α 21 .
(S10): The correction value α 21 determined in (S9) is recorded in the actuator M 1 . That is, the correction value α 21 =1° is written in the actuator M 1 as the correction value in “
(S11): 同期対象のアクチュエータM1にて、所定の角度ごとに区分けをした全てにおいて、(S6)〜(S10)の手順を実施して、それぞれの区分けにおける補正値α21を求めて、アクチュエータM1に記録する。
補正値α21に関し、(S6)〜(S10)の手順に従って、アクチュエータM1の「区分け1」〜「区分け7」の全てにおいて、それぞれに適した補正値α21を求める。補正値α21については、図2に示すようなグラフとなる。求めた補正値α21を、区分けごとの補正情報として、アクチュエータM1に全て書き込む。
(S11): by an actuator M 1 to be synchronized in all in which the divided every predetermined angle, (S6) to perform the procedure of ~ (S10), and obtains the correction value alpha 21 in each division, Record to actuator M 1 .
Regarding the correction value α 21 , according to the procedure of (S6) to (S10), the correction value α 21 suitable for each of the “division 1” to “division 7” of the actuator M 1 is obtained. The correction value α 21 becomes a graph as shown in FIG. The calculated correction value α 21 is entirely written in the actuator M 1 as correction information for each division.
つまり、補正値α21には、指令値θ=−30°に対する補正情報(「区分け1」)、指令値θ=−20°に対する補正情報(「区分け2」)、指令値θ=−10°に対する補正情報(「区分け3」)、指令値θ=0°に対する補正情報(「区分け4」)、指令値θ=10°に対する補正情報(「区分け5」)、指令値θ=20°に対する補正情報(「区分け6」)、指令値θ=30°に対する補正情報(「区分け7」)が含まれていて、アクチュエータM1に登録されている。
That is, in the correction value α 21 , correction information for the command value θ=−30° (“classification 1”), correction information for the command value θ=−20° (“classification 2”), command value θ=−10°. Correction information (“
ここで、アクチュエータM2とアクチュエータM1の接続を解除するようにしてもよい。
(S12):(S5)に戻って、アクチュエータM3から、同期対象となるアクチュエータMを新たに選び出して、(S11)までの手順を、同期対象となる全てのアクチュエータM3に対して実施して、補正値α23を所定の角度ごとに区分けをした全てにおいて求めて、アクチュエータM3のそれぞれに記録する。
Here, the connection between the actuator M 2 and the actuator M 1 may be released.
(S12) returning to :( S5), the actuator M 3, newly picked the actuator M to be synchronized, (S11 the previous steps), performed on all the actuators M 3 to be synchronized Then, the correction value α 23 is obtained for all of the sections classified by the predetermined angle and recorded in each of the actuators M 3 .
(S5)に戻って、例えば、残りのアクチュエータM3を同期対象として新たに選び出す。(S6)〜(S11)までの手順に従って、基準であるアクチュエータM2の駆動と同調するためのアクチュエータM3の補正値α23を求める。補正値α23を「区分け1」〜「区分け7」ごとに求める。求めた補正値α23を、区分けごとの補正情報として、アクチュエータM3に全て書き込む。 Returning to (S5), for example, newly select the rest of the actuator M 3 for synchronization. According to the procedure from (S6) to (S11), the correction value α 23 of the actuator M 3 for synchronizing with the driving of the actuator M 2 which is the reference is obtained. The correction value α 23 is calculated for each of “classification 1” to “classification 7”. The calculated correction value α 23 is entirely written in the actuator M 3 as correction information for each division.
また、補正値α23には、補正値α21と同様に、指令値θ=−30°に対する補正情報(「区分け1」)、指令値θ=−20°に対する補正情報(「区分け2」)、指令値θ=−10°に対する補正情報(「区分け3」)、指令値θ=0°に対する補正情報(「区分け4」)、指令値θ=10°に対する補正情報(「区分け5」)、指令値θ=20°に対する補正情報(「区分け6」)、指令値θ=30°に対する補正情報(「区分け7」)が含まれていて、アクチュエータM3に登録されている。
Further, in the correction value α 23 , similarly to the correction value α 21 , correction information for the command value θ=−30° (“classification 1”), correction information for the command value θ=−20° (“classification 2”). , Correction information for command value θ=−10° (“
ここで、表1に、5個のアクチュエータM5の場合を示す。基準のアクチュエータ3をM3とし、同期対象のアクチュエータ3をM1、M2、M4、M5とする。
表1に示すように、補正値αにおいては、例えば、基準のアクチュエータM3に対するアクチュエータM1のα31に関し、区分けした全て(「区分け1」〜「区分け7」)の補正情報を有している。
Here, Table 1 shows the case of five actuators M 5 . The
As shown in Table 1, in the correction value α, for example, with respect to α 31 of the actuator M 1 with respect to the reference actuator M 3 , all the divided correction information (“classification 1” to “classification 7”) are included. There is.
すなわち、アクチュエータM1には、補正値α31に関し、指令値θ=−30°に対する補正値α31、指令値θ=−20°に対する補正値α31、指令値θ=−10°に対する補正値α31、・・・、指令値θ=10°に対する補正値α31、指令値θ=20°に対する補正値α31、指令値θ=30°に対する補正値α31が補正情報として登録されている。 That is, the actuator M 1, relates to the correction value alpha 31, the correction value alpha 31 with respect to the command value theta = -30 °, correction value alpha 31 with respect to the command value theta = -20 °, correction value for the command value theta = -10 ° α 31, ···, the correction value alpha 31 with respect to the command value θ = 10 °, the correction value alpha 31 with respect to the command value θ = 20 °, the correction value alpha 31 with respect to the command value theta = 30 ° is registered as correction information ..
なお、アクチュエータM2、アクチュエータM4、アクチュエータM5についても、アクチュエータM1と同様に、区分けした全ての補正情報が登録されている。
以上のように、区分けした全ての補正値αが予め登録されたアクチュエータ3は、任意(所定の区分け)の指令値θが入力されると、その指令値θに対応する補正値αにより、エルロン2は指令値θに沿った動作を行う。
It should be noted that, with respect to the actuator M 2 , the actuator M 4 , and the actuator M 5 , as in the case of the actuator M 1 , all the pieces of corrected correction information are registered.
As described above, when the
ところで、本発明の同期方法については、ステップ(S1)〜(S12)までの全ての工程を自動化することが可能となっている。例えば、機体に着脱可能なテストツール11(制御装置)に本発明の機能を実装し、自動的に実行されるものとしてもよい。
また、従属すベきアクチュエータ3が複数の場合、基準となるアクチュエータ3に対して、近くに搭載されているアクチュエータ3から、順に補正作業を行うことが望ましい。その際、補正作業が済んでいないアクチュエータ3については、配線(信号線8・電源線7)を取り外しておく必要がある。一方、補正作業が済んだアクチュエータ3については、残りのアクチュエータ3を補正する際、接続したままでもよい。
By the way, in the synchronizing method of the present invention, all the steps (S1) to (S12) can be automated. For example, the function of the present invention may be mounted on a test tool 11 (control device) that can be attached to and detached from the machine body and automatically executed.
Further, when there are a plurality of
また、基準となるアクチュエータ3に関して、2個搭載されている場合はいずれか一方とし、3個搭載されている場合は中央のもの(真ん中の2番目)とすることが望ましい。また、4個搭載されている場合、できる限り中央(中央の2番目又は3番目)のアクチュエータ3を基準にすることが望ましい。
本発明によれば、複数のアクチュエータ3(サーボモータ)を制御するにあたり、入力された指令値θに沿った駆動にならないアクチュエータ3に対して、補正値αを与えておき、指令値θが入力されると補正値αにより指令値θに沿った駆動を出力することで、エルロン2などの可動する翼(同一動翼)の動きを精確に制御することができる。
Further, regarding the
According to the present invention, when controlling the plurality of actuators 3 (servo motors), the correction value α is given to the
なお、本発明は、上で詳説した模型飛行機の動翼だけでなく、例えば、模型自動車(ラジオコントロールカー)のステアリングなどを制御する場合においても適用可能である。また、本発明は、無線通信おける同期方法について述べたが、無線通信だけでなく有線通信でのコントロールにおいても有用である。
ただし、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。
The present invention is applicable not only to the moving blades of the model airplane described in detail above but also to the steering of a model car (radio control car), for example. Further, although the present invention describes the synchronization method in wireless communication, it is useful not only in wireless communication but also in wired communication control.
However, the embodiments disclosed this time are to be considered as illustrative in all points and not restrictive.
特に、今回開示された実施形態において、明示されていない事項、例えば、作動条件や操作条件、構成物の寸法、重量などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な事項を採用している。 In particular, in the embodiments disclosed this time, matters not specified, such as operating conditions and operating conditions, dimensions and weights of components, do not depart from the scope normally practiced by those skilled in the art, and do not fall within the ordinary range. If you are a trader, we have adopted the items that can be easily assumed.
1 主翼
2 エルロン
3 アクチュエータ(サーボモータ)
4 出力軸
5 サーボホーン
6 リンゲージ部材
7 電源線
8 信号線
9 電流計
10 制御部
11 制御装置(テストツール)
1 Main wing 2
4
Claims (3)
前記翼を制御するn個のアクチュエータMnの駆動を同調させるにあたり、
前記アクチュエータMnのうち、a番目のアクチュエータMaを基準とし、b番目のアクチュエータMbを同期対象とし、
前記アクチュエータに対して、基準の指令値を含む複数の指令値を入力して、二つのアクチュエータMaとアクチュエータMbを駆動させた際の電流値Aが最小となるAminを探索し、
得られた電流の最小値Aminにおける前記アクチュエータに対する指令値と、前記基準の指令値との差分を求め、
求めた差分を、前記アクチュエータMaの駆動と同期するための前記アクチュエータMbの補正値αとする
ことを特徴とする複数のアクチュエータを用いて同一動翼を制御する場合の同期方法。 In a method of synchronizing actuators for controlling a movable wing of a plurality of model aircraft, the actuators being mounted on the model aircraft,
In synchronizing the drive of the n actuators M n controlling the wings,
Of the actuators M n , the a-th actuator M a is used as a reference, and the b-th actuator M b is used as a synchronization target,
To the actuator, by entering a plurality of command values including a command value of the reference, to explore A min current value A becomes the smallest when the drives the two actuators M a and the actuator M b,
The difference between the command value for the actuator at the obtained minimum value A min of the current and the reference command value is obtained,
The obtained difference is set as a correction value α of the actuator M b for synchronizing with the driving of the actuator M a . A synchronization method for controlling the same blade using a plurality of actuators.
(S1):アクチュエータの出力軸の回転可能範囲を所定の角度ごとに区分ける作業を、n個全てのアクチュエータMnについて行う。
(S2):アクチュエータMnのうち、a番目のアクチュエータMaを基準のアクチュエータとする。
(S3):(S1)で区分けしたもののうち一つの区分けにおいて、基準のアクチュエータMaに対して、出力軸の角度を任意の位置に制御する指令値θを入力する。
(S4):(S3)で入力した指令値θを、基準の角度とする。
(S5):複数搭載されているアクチュエータMnのうち、b番目のアクチュエータMbを同期対象とする。
(S6):アクチュエータMaとアクチュエータMbに対して、(S4)で決定した指令値θを入力して駆動させる。
(S7):指令値θをアクチュエータMaに入力し、指令値(θ+x)と指令値(θ−x)の間の値をアクチュエータMbに入力し、指令値(θ±x)の範囲で駆動させる。
(S8):(S7)で指令値(θ±x)の範囲内で駆動しているとき、アクチュエータMaとアクチュエータMbに流れる電流値Aを測定し、電流値の最小値Aminを探索する。
(S9):(S8)で探索した電流値の最小値Aminにおける指令値θ’と、基準の指令値θとの差分yを求め、その差分yを、アクチュエータMaの駆動と同期するためのアクチュエータMbの補正値αとする。ただし、x≧yである。
(S10):(S9)で決定した補正値αをアクチュエータMbに記録する。
(S11): 同期対象のアクチュエータMbにて、所定の角度ごとに区分けをした全てにおいて、(S6)〜(S10)の手順を実施して、それぞれの区分けにおける補正値αを求めて、アクチュエータMbに記録する。
(S12):(S5)に戻って、複数のアクチュエータMnから、同期対象となるアクチュエータMを新たに選び出して、(S11)までの手順を、同期対象となる全てのアクチュエータMnに対して実施して、補正値αを所定の角度ごとに区分けをした全てにおいて求めて、アクチュエータMnのそれぞれに記録する。 When the driving of the plurality of actuators M n is synchronized, the same blade is formed by using the plurality of actuators according to claim 1 or 2, wherein the steps are performed in accordance with the following steps (S1) to (S12). Synchronization method when controlling.
(S1): The work of dividing the rotatable range of the output shaft of the actuator into predetermined angles is performed for all n actuators M n .
(S2): Of the actuators M n , the a-th actuator M a is used as a reference actuator.
(S3) in one division of the those divided by :( S1), the reference of the actuator M a, and inputs a command value θ for controlling the angle of the output shaft in any position.
(S4): The command value θ input in (S3) is used as the reference angle.
(S5): Among the plurality of mounted actuators M n , the b-th actuator M b is targeted for synchronization.
(S6): the actuator M a and the actuator M b, is driven by entering the command value θ determined in (S4).
(S7): the command value theta input to the actuator M a, a value between the command value (θ + x) and the command value (θ-x) input to the actuator M b, in the range of the command value (θ ± x) Drive it.
(S8) :( S7) when being driven within the command value (θ ± x), and measuring a current value A flowing through the actuator M a and the actuator M b, search the minimum value A min of a current value To do.
(S9) :( a command value theta 'at the minimum value A min of the search current value at S8), calculates a difference y between the command value theta criterion, the difference y, to synchronize with the driving of the actuator M a The correction value α of the actuator M b of However, x≧y.
(S10): The correction value α determined in (S9) is recorded in the actuator M b .
(S11): in synchronized actuators M b, in all in which the divided every predetermined angle, (S6) to perform the procedure of ~ (S10), and obtains the correction value α in each division, the actuator Record in M b .
(S12): Returning to (S5), the actuator M to be synchronized is newly selected from the plurality of actuators M n , and the procedure up to (S11) is performed for all the actuators M n to be synchronized. The correction value α is calculated for each of the predetermined angles and recorded in each of the actuators M n .
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