Search in topic

Эксперимент: гиро на оси сервы

Коллеги, в прошлом году вы очень помогли мне в одном вопросе из области механики (не RC)
Спасибо.
Но созрел один вопрос, и буду благодарен тех кто ответит или , имея на руках, серву и гиру попробует - благо очень просто.
Итак, буду благодарен тем кто подскажет:

1. если на ось сервы (естественно в плоскости вращения) ПРИКРЕПИТЬ гироскоп с Heading Hold\аналогом (а м.б. и в простом режиме - попробовать 2 варианта),

2. ПОДКЛЮЧИТЬ их (серву и гиро) друг к другу + сигнал от приемника или от любого источника опорного ШИМ (тестер серв например)

3. в поскости вращения же - ВРАЩАЯ всю это конструкцию, держа серву за корпус) - посмотреть на положение гироскопа прикрепленного к оси - правда ли, что гироскоп будет оставаться неподвижным (в плоскости вращения)? т.е. серва будет поворачивать свою ось (а на ней гиро) на угол компенсирующий (см. п 1. тут не ошибиться с установкой гироскопа на серву по направлениям вращения ) общий поворот корпуса?

Спасибо. Мне просто нужно застабилизировать горизонталь (как на пушках танков), будет ли такой подход работать. А покупать серву+гирик с heading hold не убедившись в том, что идея принципиально работает - не очень хочется.
Спасибо за помощь.

Пробовал собирать такую комбинацию – работает на 401 с родной сервой даже в режиме без удержания надо только чувствительность подобрать а лучше передаточное отношение в серве. Но точность не для пушки и камеры. Для стабилизации в горизонтальной плоскости лучше использовать акселерометры я на них точности около 10 минут получал с суммарным уходом нуля около 20 минут. Dallas очень забавные игрушки делает.
Вот как вращение стабилизировать перпендикулярно силе тяжести без гироскопа не знаю но и задачи такой не было.

Но точность не для пушки и камеры.

т.е. все “гуляет”?

Для стабилизации в горизонтальной плоскости лучше использовать акселерометры я на них точности около 10 минут получал с суммарным уходом нуля около 20 минут.

Внутри RC-гироскопов, а точнее говорить - гиродатчиков (ибо гироскоп устройство механическое), как я понимаю и находится интегрированный в чип (что то вроде, а может и напрямую от AD - MEMS-микросборка\схема) с акселерометром. Таких датчиков ныне пруд пруди (в т.ч. цифровых с шинами i2c и подобными), за копейки. Хотя внутри сервы акселерометр с более сложным контроллером (под специфические RC нужды). Поэтому не совсем понял про акселерометр… гиро - и есть акселерометр с схемой интегратора, фильтра +логика.
Спасибо

т.е. все “гуляет”?
Внутри RC-гироскопов, а точнее говорить - гиродатчиков (ибо гироскоп устройство механическое), как я понимаю и находится интегрированный в чип (что то вроде, а может и напрямую от AD - MEMS-микросборка\схема) с акселерометром. Таких датчиков ныне пруд пруди (в т.ч. цифровых с шинами i2c и подобными), за копейки. Хотя внутри сервы акселерометр с более сложным контроллером (под специфические RC нужды). Поэтому не совсем понял про акселерометр… гиро - и есть акселерометр с схемой интегратора, фильтра +логика.
Спасибо

Гироскоп и акселерометр в данном случае разные вещи вот ссылки: sensorica.ru/14-3.html sensorica.ru/14.html

Я сейчас как раз бьюсь над стабилизацией положения по горизонту платформы, которую крутит сервомашинка.
Кстати эксперимент с неродной машинкой и 401 гирой у меня кончился возбуждением и дерготней. А вот если с понижающим редуктором от сервы к платформе, то платформу 401-ая держать пытается, но уплывает и не держит ноль. Хочу добавить акселерометр ADXL202.

Пробовал собирать такую комбинацию – работает на 401 с родной сервой даже в режиме без удержания надо только чувствительность подобрать а лучше передаточное отношение в серве. Но точность не для пушки и камеры. Для стабилизации в горизонтальной плоскости лучше использовать акселерометры я на них точности около 10 минут получал с суммарным уходом нуля около 20 минут. Dallas очень забавные игрушки делает.
Вот как вращение стабилизировать перпендикулярно силе тяжести без гироскопа не знаю но и задачи такой не было.

Можно подробнее про стабилизацию в горизонтальной плоскости с использованием акселерометров и точностью около 10 минут , может подскажете почитать чего кроме даташита. Сам алгоритм регулирования пока не полностью ясен.

Гироскоп и акселерометр в данном случае разные вещи вот ссылки: sensorica.ru/14-3.html sensorica.ru/14.html

В целом понятно, в одном случае на механическом (пьезо) гиродатчике измеряют угл. скорость (то усилие которое создает противодействуя обыкновенный мех гироскоп, только он в данном случае реализован на вибрирующей пьезоподложке), далее интегрируется - получаем отклонение.
Во втором случае (угловой акселерометр, измеряет ускорение угла поворота ), два раза интегрируем - получаем отклонение.
Какой базовый датчик ставится в “гироскопы” RC моделей - судя по всему не так важно. Весь класс устройств для простоты называется гироскопы.

Касательно Вашего эксперимента с 401 думаю все очевидно - слишком инерционнная и неточная серва. Она заскакивает по инерции за то отклонение, что нужно скомпенсировать (по инерции, или в связи с невысокой точностью) - гиро вырабатывает сигнал отклониться обратно , и его она снова выполняет с инерцией, выходя за точную позицию. В итоге имеем самовозбуждение.

Акселерометр – выдает сигнал как функция ускорения.
Гироскоп – как функция угла поворота и не связана с ускорением ( иначе гироскопы надо ставить только по оси вращения
Проблема модельных гироскопов- низкая точность – в них стоят 8-10 разрядные АЦП при этом после интегрирования в режиме удержания остается погрешности 1- 3 градуса не заметная на модели но это целых 1-3 градуса. Поправите если ошибся но Футаба как новое свойство писало о применении 12 разрядных АЦП а это значит что с учетом всех погрешностей и ошибок вычисления можно получить около 0.3 градуса.
Далее постоянные времени в цепях регулирования модельных гироскопов подобраны под определенные инерционные массы (интеграторы) и при их отсутствии неизбехно возникновение резонанса.
Моя задача была установка по горизонту платформы после ее перемещения в статике.
Температурный диапазон прибора -10+40
Использовался ADXL213 (далас) скважность его сигналов меняется в зависимости от угла наклона по оси х и у. Дале мозгами шивилил 89С8253 который крутил два двигателя с червячным редуктором. Интегратор в системе использовался для получения системы без статической ошибки.
Делалось это 2004 году.
Сейчас есть интересные приборчики типа ADIS16350
У них существенно выше быстродействие и измеритель встроен внутрь. Подключай мозги по SPI и управляй чем хочется. Только подходящие параметры ПИД регулятора надо вычислить или подобрать

Cпасибо за комментарии, это помогло мне разобраться. Речь с моей стороны шла об акселерометрах УГЛА. Т.е. измерителях УГЛОВОГО ускорения . А они связаны с угловой скоростью производной от скорости =ускорение, соотв. и 2ая производная от угла поворота (сорри за элементарщину).

А с вашей - судя по упомянутому чипу, об акселерометрах ЛИНЕЙНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ.
И правильно - AD выпускает именно вторые.

В последнем случае (линейный акселерометр) для определения угла наклона относительно “земного горизонта” используется от факт, что при наклоне акселерометра линейного перемещения уменьшается сила притяжения действующая перпендикулярно кристаллу. А как известно сила притяжения для акселерометра выглядит “как ускорение”.

Плюс такой системы видимо то, что она всегда привязана к горизонту. А минус - очень большая чувствительность к помехам, или нужно ожидать отнюдь не быстрой реакции на изменения наклона (tilt) системы + значительная чувствительность к линейным перемещениям (наверно она идеальна для определения наклонов к горизонту медленно перемещающихся объектов, как например - танкеров).

Кстати непонятно, как можно говорить об “уходе” или “дрейфе” такой системы, ведь она фактически измеряет реальный наклон, как воздушный шарик в уровнеметре. Он и эта система будет сбоить только линейных ускорениях, но для инерционных, больших тел - они невелики, на фоне постоянной гравитационной.

К сожалению мне нужно, скорее “абсорберы шоков по осям вращения с длительной постоянной интегрирования”, но если будет происходить - дрейф не так уж и важно. Как таковое поддержание земного горизонта мне не нужно. Ведь угол наклона пушки танка, быстро перемещающегося важен в течении минут после фиксации.

Главное, что бы хотя бы в течении 10-15 минут - любые осевые вздрючивания (очень быстрые в т.ч.) полностью компенсировались. В любом случае спасибо.

Ну откуда у них берутся временные и температурные дрейфы – это к разработчикам.
любые осевые вздрючивания (очень быстрые в т.ч.) несколько не технический – теорему Котельникова никто не отменял и поэтому в цифре всегда есть ограничения частоты ( в аналоге тоже но там из-за интеграторов и как следствие спада АЧХ)
на 213 теоретически можно получить компенсацию колебаний до 250 Гц с погрешностью
около 0.2 градуса . практически цифры будут раза 4 хуже. Но это компенсация основных колебаний двигателя работающего на 15000 об мин- неплохие у Вас танкеры.
Чо за задача лучше скажи а то о чем говорим до конца не понятно.

Чо за задача лучше скажи а то о чем говорим до конца не понятно.

Стабилизация угла наклона видеокамеры на трясущимся объекте. Под стабилизацией подразумевается фильтрация высокочастотных компонентов угловой тряски вплоть до всех колебаний длительностью в минуты (т.е. частота среза = минуты). В принципе это уже почти интегратор с значительной постоянной интегрирования.

Стабилизация угла наклона видеокамеры на трясущимся объекте. Под стабилизацией подразумевается фильтрация высокочастотных компонентов угловой тряски вплоть до всех колебаний длительностью в минуты (т.е. частота среза = минуты). В принципе это уже почти интегратор с значительной постоянной интегрирования.
В принципе я уже догадываюсь, что лучше делать аналоговую схему нежели цифровую. И интегратор аналоговый.

А если Автору реальный массивный гироскоп механически к платформе прикрутить (Не как датчик, а как механический “удерживатель”?? никакие там скорости отработки не критичны… Бесколекторник с масивным ротором - приличный гироскоп! 😎

на резинки или надувную колбасу камеру со стабилизатором поставь а медленные колебания самолетный гироскоп выправит.

А если Автору реальный массивный гироскоп механически к платформе прикрутить (Не как датчик, а как механический “удерживатель”?? никакие там скорости отработки не критичны… Бесколекторник с масивным ротором - приличный гироскоп! 😎

Это вариант. Но только если немножко поразбираться в теории следует прикрепить 2 механических гироскопа (вращ-ся в противоположенные стороны, но в одной плоскости) для устранение эффектов. Двигатели придётся тщательнейшим образом балансировать. И для устранения высокочастотных колебаний все это нужно будет все равно сделать очень массивным. Подходят винчестеры 7200rpm. Ну килограммов на 5-6 потянет. Это перебор. Серва+гира на одной оси - около 300 грамм при использовании самых крупных серв. При этом самый важный момент - серва+гира дает возможность дистанционного управления, что и потребуется в будущем с большой вероятностью. Т.е. хотелось бы “не в лоб” решить задачу. Но в любом случае спасибо.

на резинки или надувную колбасу камеру со стабилизатором поставь а медленные колебания самолетный гироскоп выправит.

Т.е. я так понял просто нужно сделать “механич. фильтр” высокочастотных колебаний? Наверно это идея.