BICopterのPitchの安定について

質問

現在　MultiWii_SEでBICopterを作成しております、Pitch(エレベータ)方向が安定しません。安定するにはどうすればどうすれば?良いかアドバイスよろしくお願いします。(サイズは電動ヘリの450ぐらいの大きさす。)
インターネットで先駆者さんの画像を拝見していると4種類あるように思います。
　1.モータの水平軸が一直線タイプ⇒現在の作成タイプ(加工が簡単なので)
　2.モータの取り付けが上反角タイプ(VTOLで検索するとこのタイプが多い)
　3.モータの取り付けが下反角タイプ(オスプレイがこのタイプ)
　4.モータの取り付けが一直線で斜め前タイプ(BICopterで検索するとこのタイプが多い、説明が難しいので添付の写真をご覧下さい)
◎今まで試したこと
　1.基本設定の見直し(ラジコン技術を参考に)
　2.MultiWiiのPitch設定(PID)の変更
　3.尾翼と機首に重りをつける
対策は上反角かなと思っていますが、皆様のご意見、アドバイスよろしくお願いします。
※クワッドコプターは安定して飛行していますので、基盤の問題ではないと思います。

回答No.1

funflier · ベストアンサー

製作されたのはこのようなローターにサイクリックピッチを持つものでなく、
http://www.rc-airstage.com/product_info.php/cPath/287_295_294/products_id/7746?osCsid=u4p3m6be43k501oe15iosvnfq6
MultiWiiを使ったBICOPTERであることから、
・モーター直結の固定ピッチローター。
・pitch制御は左右ローターを同時に前後チルトする。
・roll制御は左右ローター回転数差による。
・yaw制御は左右ローターを反対にチルト。
という方式と思います。ただ全く解らないのは機体形状と「どんな」不安定さ
なのかです。（添付写真は例であって借り物ですね？）そのためと実際マルチ
コプターを自作したことは無いので、以下憶測のみで思いつきの原因と対策
を羅列します。
・大きな水平尾翼容積を持たせる。水平尾翼として仮に大きなスチロール板
　でも付けてみる。BICOPTERではこれが大きくノーズダウンにセットされた
　ものを見ますが、恐らくこうしないと前進時に重心の関係でノーズアップ
　になってしまうからだと思いますが、大きな面積の、そしてモーメント
　アームの長い水平尾翼はホバリングでもピッチングを減衰させることにも
　なる筈です。「うちわ」を振るには棒を振るより抵抗があるのと同じです。
・サーボが制御速度／揺れの周期に対し、遅いまたはトルク不足。
　どんな揺れなのか不明ですが、ハンチングのような細かい早い動きでなく
　ヘリのミソスリのようなものなら揺れを減衰出来る速さで反応しきれてない
　ということは無いでしょうか。
・機体慣性質量に対しチルト部分が重い。例えば、前傾チルトなら同時に
　機体は反動でノーズアップされます。ピッチジャイロはノーズアップを
　感知してさらに前傾させ、発散方向になってしまうかもしれません。
　（制御方向すら正解を解っていないまま書いているのですが。）
　あるいはサーボが早すぎてもこの種の、なんというか　pilot induced
oscillation 的な揺れの増幅を引き起こすかもしれません。
・ローターをより高く位置させて重心との距離を増やす。本来この方式は
　ピッチコントロールが成り立ちません。前後チルトしても、推力の鉛直
　方向成分と重心が一致するとそこが「安定」する姿勢であって、積極的に
　ノーズアップ／ダウンは出来ない筈です。そうなると安定を保つのは
　重心による振り子安定しかなく、この距離が短いと不安定な筈です。

ローター面に「上反角」を持たせるのは、良くは解りませんが、常識的に
roll安定に寄与はするとは思いますがpitchに直接効くとは思えません。
例えばそれによって結果ローターが高く位置して安定につながる、という
ことはあるのかもしれませんが。

お礼

お礼大変遅くなりました。
状態はピッチ方向のみそすり状態に感じます。
・大きな水平尾翼容積を持たせる
⇒結構面積の広い水平尾翼を付けていますがノーズダウンにはなっていません、修正してみます。
・サーボが制御速度
⇒スピード：０．１２秒 トルク　：１．６ｋｇです、少し遅いかも...早いサーボ探してみます。
・ローターをより高く位置させて
⇒逆と思ってました。高くしてみます。

ありがとうございました。