Специальные цены   новые товары
Закрытая тема
Показано с 1 по 24 из 24

Самодельный гироскоп (реализация)

Тема раздела Самодельная электроника, компьютерные программы в категории Общие вопросы; Разработал, собрал и испытал вертолетный гироскоп с функцией удержания хвоста (а-ля Heading Hold, AVCS, Smart Lock и т.д). Внешний вид ...

  1. #1

    Регистрация
    02.06.2005
    Адрес
    Ростов Великий
    Возраст
    57
    Сообщений
    556

    Самодельный гироскоп (реализация)

    Разработал, собрал и испытал вертолетный гироскоп с функцией удержания хвоста (а-ля Heading Hold, AVCS, Smart Lock и т.д). Внешний вид устройства - на фото. Датчик ADIS16100 (Analog Devices), контроллер ATmega88 (Atmel).

    На текущий момент реализован нормальный режим и режим удержания хвоста. Есть поддержка цифровых серв (DS). Режим и чувствительность задаются с канала приемника, как в Футабе. Такие параметры как реверс, DS и расходы серво задаются через установочный режим с передатчика. Продвинутые параметры планирую программировать из PC, как в CSM или КПК (сейчас программно не реализовано).

    Первые полетные испытания проводились на вертолете Trex-450SA. Машинка на хвосте Futaba S3154. В целом, по сравнению с GY240 и GY401, девайс ведет себя очень и очень достойно.

    Если эта тема кому-то интересна, могу рассказать о проекте поподробнее. Только сразу оговорюсь, прошивку на халяву я раздавать не буду (пожалуйста, без обид). А обсудить и ответить на технические вопросы - пожалуйста.
    Миниатюры Миниатюры Нажмите на изображение для увеличения
Название: DSCN2950s.jpg‎
Просмотров: 1089
Размер:	80.8 Кб
ID:	99231  

  2.  
  3. #2

    Регистрация
    09.12.2004
    Адрес
    г. Железнодорожный
    Возраст
    49
    Сообщений
    1,655
    Записей в дневнике
    607
    Круто, что сказать. Поздравляю

  4. #3

    Регистрация
    24.06.2006
    Адрес
    Москва
    Возраст
    51
    Сообщений
    434
    Не смог понять, что такое третий камень (который в SO8).

  5. #4

    Регистрация
    02.06.2005
    Адрес
    Ростов Великий
    Возраст
    57
    Сообщений
    556
    Цитата Сообщение от gosha-z Посмотреть сообщение
    Не смог понять, что такое третий камень (который в SO8).
    Flash-память 0.5 МБайт для сохранения полетного лога (Atmel AT45DB041.

  6.  
  7. #5

    Регистрация
    11.08.2005
    Адрес
    Домодедово
    Возраст
    59
    Сообщений
    109
    Мне прошивка без надобности, а вот мог бы математикой поделится? Сам хочу что-то подобное сделать, но на PICе, а сложности именно с математической поддержкой (или алгоритмической, так точнее будет).

  8. #6

    Регистрация
    02.06.2005
    Адрес
    Ростов Великий
    Возраст
    57
    Сообщений
    556
    Цитата Сообщение от Boriska62 Посмотреть сообщение
    Мне прошивка без надобности, а вот мог бы математикой поделится?
    Все довольно просто. Делайте пропорционально-интегральное управление по угловой скорости. Т.е. по таким формулам:

    S = Kp*(W-(rudder-rudder0)) + I
    I=I + Ki*(W-(rudder-rudder0)), где

    W - угловая скорость


    В интегральном контуре I обязательно нужен ограничитель, градусов 30-60, иначе будут проблемы, если ОС разомкнута (например, модель на земле).

    Если датчик хороший и если не слажать в расчетах, будет Вам счастье.

  9. #7

    Регистрация
    11.08.2005
    Адрес
    Домодедово
    Возраст
    59
    Сообщений
    109
    Цитата Сообщение от Vad64 Посмотреть сообщение
    Все довольно просто. Делайте пропорционально-интегральное управление по угловой скорости. Т.е. по таким формулам:

    S = Kp*(W-(rudder-rudder0)) + I
    I=I + Ki*(W-(rudder-rudder0)), где

    W - угловая скорость
    В интегральном контуре I обязательно нужен ограничитель, градусов 30-60, иначе будут проблемы, если ОС разомкнута (например, модель на земле).

    Если датчик хороший и если не слажать в расчетах, будет Вам счастье.
    Спасибо за информацию

  10.  
  11. #8
    Psw
    Psw вне форума
    Давно не был
    Регистрация
    04.10.2005
    Адрес
    Калининград
    Возраст
    51
    Сообщений
    655
    Прикольно. Хоть кто-то окончательно родил гиру на достойном уровне.
    Цитата Сообщение от Vad64 Посмотреть сообщение
    по сравнению с GY240 и GY401, девайс ведет себя очень и очень достойно.
    Достойно - это соизмеримо или гораздо лучше ?
    Кстати, текущая версия проги меняет коэффициенты ПИ в полёте ? Ну то есть пытается самостоятельно победить возбуд ?
    Цитата Сообщение от Vad64 Посмотреть сообщение
    прошивку на халяву я раздавать не буду
    Эх, профессионалы ...
    Кстати, мне кажется, что в такой реализации надо продавать не только прошивку, а - печатку с процом и датчиком или вообще готовый безкорпусный девайс.
    Кстати, скока она весит грамм и денег как на фото ?
    Я в своё время хотел поднять проект гиры из-за необходимости встроенного в гиру микшера хвост/основной ротор для реализации БК мотора на хвосте. Потом обошёлся микшерами пульта и перестал парится, хотя если встроить такой микшер в гиру - получше будет.
    И ещё прикольно гиру совместить с гувернёром. Потому как добавление газа основного мотора должно сразу компенсироваться шагом/газом хвостового - меньше места для возбуда чем при двух независимых девайсах.
    И ещё вопрос - когда будет самодельный трёх датчиковый гирыч для флай бар лесс полётиков ? (Аналог Цик лока/ В Стаба) ?
    Одним словом, борт мозг для верта зреет в умах.

  12. #9

    Регистрация
    02.06.2005
    Адрес
    Ростов Великий
    Возраст
    57
    Сообщений
    556
    Цитата Сообщение от Psw Посмотреть сообщение
    Достойно - это соизмеримо или гораздо лучше ?
    Привет, Сергей,
    Скорее - соизмеримо. Гораздо лучше не может быть по определению, поскольку алгоритм и коэффициенты были взяты по результатам анализа работы Футабы. Первые полеты гироскоп провел в режиме логгера вместе с Futaba GY240 и GY401. На основе анализа полученных данных и с учетом собственных соображений и был разработан софт. Результаты такие: нормальный режим адекватно работал и с пристрастием не анализировался. В режиме удержания дрейф азимута от времени при висении - около 5-10 градусов в минуту против 15-20 градусов GY240. Виляние хвостом при резком добавлении-сбросе газа в нормале (~2400 об/мин) в режиме обычной сервы - 20-25 градусов, как у самоделки, так и у 240 и 401, но в самоделке наблюдались некоторые колебания при возвращении хвоста. В режиме цифровой сервы (DS) самоделка мне понравилась больше, чем 401 (меньше виляние при набросе и колебания при резком бросании раддера), но, возможно, это субъективно. По-любому, эффективности ХР не хватало, чтобы адекватно компенсировать набросы шага/газа в нормале. В Idle-up (~2900 об/мин) и DS хвост был "как прибитый" и на самоделке и на 401. Не понравилось в самоделке то, что при закритическом повышении чувствительности колебания имели бОльшую амплитуду, чем в Футабе. Возможно, действительно требуется нелинейность или адаптивная подстройка к-тов. Я ее не делал, т.к. результат лично меня уже устраивает.
    Вес - около 6г. За датчик я заплатил примерно 1600 руб, остальные компоненты - копейки.
    Организовывать продажи у меня нет ни способностей, ни желания. К тому же я не думаю, что это может принести серьезную прибыль, т.к. большинство моделистов предпочтут бренды.
    Циклоки-Вистабы уже витают в воздухе. Я после гувернера, может, и займусь. Датчики вот только дороговаты.

  13. #10
    Psw
    Psw вне форума
    Давно не был
    Регистрация
    04.10.2005
    Адрес
    Калининград
    Возраст
    51
    Сообщений
    655
    Кстати. еще про алгоритмы - Футаба насколько я заметил всё-таки интегрирует азимут при удержании балки. Ну то есть если из-за каких-то причин (нехватка эффективности ХР к примеру или проскакивание ремня) балку уводит градусов на 90, то после устранения причины через секунду/другую (сброс шаг/газ ОР) балка возвращается почти на то место, где и была. Если конечно вращалась не слишком быстро. Такого при стандартном ПИ регулировании угловой скорости не будет мне кажется, надо не только ошибку интегрировать, но и азимут тоже. Что-бы при его неконтролируемом изменении иметь возможность отследить изменение азимута/вернуть взад.
    Ну и 1600 руб за датчик - енто блин дорого. Ну то есть для автопилота ещё приемлемо, а для замены флай бара - я чего-то у себя снял флай бар и летаю без него и без электроники его заменяющей. Сейчас был первый краш за 4+ часа налёта - высокие мощные колючки спасли всё кроме главной шестерни.

  14. #11

    Регистрация
    02.06.2005
    Адрес
    Ростов Великий
    Возраст
    57
    Сообщений
    556
    Цитата Сообщение от Psw Посмотреть сообщение
    Кстати. еще про алгоритмы - Футаба насколько я заметил всё-таки интегрирует азимут при удержании балки. Ну то есть если из-за каких-то причин (нехватка эффективности ХР к примеру или проскакивание ремня) балку уводит градусов на 90, то после устранения причины через секунду/другую (сброс шаг/газ ОР) балка возвращается почти на то место, где и была.
    Это результат интегрирования угловой скорости, а не азимута. В том что азимут не интегрируется, легко убедиться. Достаточно развернуть хвост на какой-то угол и наблюдать за машинкой. Она будет неподвижной. При интегрировании азимута она продолжала бы двигаться, отрабатывая интеграл ошибки азимута.

  15. #12

    Регистрация
    23.02.2005
    Адрес
    St.Petersburg
    Возраст
    56
    Сообщений
    249
    Здравствуйте Вадим,
    как Вы боритесь с тепловым дрейфом датчика ?
    С уважением, Андрей.
    http://aromu.lmsic.com

  16. #13

    Регистрация
    02.06.2005
    Адрес
    Ростов Великий
    Возраст
    57
    Сообщений
    556
    Цитата Сообщение от aromu Посмотреть сообщение
    как Вы боритесь с тепловым дрейфом датчика ?
    Андрей, в ADIS16100 есть встроенный датчик температуры. Параметры датчика и влияние температуры на выход угловой скорости приведены в даташите. Так что компенсировать температурный дрейф нетрудно. Тем более, что зависимость линейная.

  17. #14

    Регистрация
    23.02.2005
    Адрес
    St.Petersburg
    Возраст
    56
    Сообщений
    249
    Цитата Сообщение от Vad64 Посмотреть сообщение
    Андрей, в ADIS16100 есть встроенный датчик температуры. Параметры датчика и влияние температуры на выход угловой скорости приведены в даташите. Так что компенсировать температурный дрейф нетрудно. Тем более, что зависимость линейная.
    Здравствуйте Вадим,
    я вкурсе что там есть встроенный датчик, вопрос в том использовали Вы его или нет,
    и какая разница если его использовать и не использовать по реальному удержанию курса ?
    Также, читая Ваше описания, я не понял, использовали Вы или нет первую
    производную от угловой скорости для подавления колебательности системы ?
    (я тоже делал гиру но на Мюратовском датчике с удержанием курса, и там с дрейфом все очень плохо,
    но для двухроторной игрушки оказалось достаточно даже без термокомпенсации летает нормально
    (мне просто с ней лень было возится а встроенного датчика там нет)).
    С уважением, Андрей.
    http://aromu.lmsic.com

  18. #15

    Регистрация
    02.06.2005
    Адрес
    Ростов Великий
    Возраст
    57
    Сообщений
    556
    Цитата Сообщение от aromu Посмотреть сообщение
    я вкурсе что там есть встроенный датчик, вопрос в том использовали Вы его или нет,
    и какая разница если его использовать и не использовать по реальному удержанию курса ?
    Да, я использую данные температурного датчика. Без этого при изменении температуры вертолет начинает разворачивать с постоянной скоростью. Хотя у ADIS16100 влияние температуры небольшое (10 градусов температуры примерно соответствуют 1 град/сек угловой скорости), мне хотелось минимизировать все источники дрейфа. В Мюрате ENC-03, по моим исследованиям, 10 градусов температуры соответствуют примерно 40 град/сек угловой скорости. Так что сделать хороший гироскоп с удержанием на Мюрате, по-моему, не реально даже с внешним датчиком температуры.
    Я у себя не использую производную угловой скорости. Она очень шумная, и никакой пользы от нее я не вижу.

  19. #16

    Регистрация
    23.02.2005
    Адрес
    St.Petersburg
    Возраст
    56
    Сообщений
    249
    Цитата Сообщение от Vad64 Посмотреть сообщение
    В Мюрате ENC-03, по моим исследованиям, 10 градусов температуры соответствуют примерно 40 град/сек угловой скорости. Так что сделать хороший гироскоп с удержанием на Мюрате, по-моему, не реально даже с внешним датчиком температуры.
    Я у себя не использую производную угловой скорости. Она очень шумная, и никакой пользы от нее я не вижу.
    Вы правы, у Мюраты кошмарный дрейф, причем по моим наблюдениям он не линейный, и действительно
    гироскоп для серьезного вертолета на нем не сделать, но у меня не было и такой задачи.
    (он делался для двухроторной игрушки, а для серьезных моделей я предпочитаю Futaba.)
    По поводу производной, по моим наблюдениям с ней у меня меньше колебательность процесса.
    С уважением, Андрей.
    http://aromu.lmsic.com

  20. #17

    Регистрация
    23.02.2005
    Адрес
    St.Petersburg
    Возраст
    56
    Сообщений
    249
    Цитата Сообщение от Vad64 Посмотреть сообщение
    Я у себя не использую производную угловой скорости. Она очень шумная, и никакой пользы от нее я не вижу.
    Здравствуйте Вадим,
    при каком дельта t Вы брали первую производную, что она получилась у Вас очень шумной ?
    С уважением, Андрей.
    http://aromu.lmsic.com

  21. #18

    Регистрация
    02.06.2005
    Адрес
    Ростов Великий
    Возраст
    57
    Сообщений
    556
    Цитата Сообщение от aromu Посмотреть сообщение
    Здравствуйте Вадим,
    при каком дельта t Вы брали первую производную, что она получилась у Вас очень шумной ?
    С периодом расчета. Т.е 14 мс в режиме обычной сервы и 3.7мс в режиме цифровой сервы

  22. #19

    Регистрация
    23.02.2005
    Адрес
    St.Petersburg
    Возраст
    56
    Сообщений
    249
    Цитата Сообщение от Vad64 Посмотреть сообщение
    С периодом расчета. Т.е 14 мс в режиме обычной сервы и 3.7мс в режиме цифровой сервы
    Возможно большой шум у Вас был из за малой дельта t, я делал порядка 40 мс и даже доводил до 60,
    но оставил кажется (точно не помню) 40. (Вообщето, она весьма должна быть полезна для демфирования системы.)
    С уважением, Андрей.
    http://aromu.lmsic.com

  23. #20

    Регистрация
    02.06.2005
    Адрес
    Ростов Великий
    Возраст
    57
    Сообщений
    556
    Цитата Сообщение от aromu Посмотреть сообщение
    Вообщето, она весьма должна быть полезна для демфирования системы.
    Если рассматривать систему как стабилизатор азимута, то дифференциальный канал, выполняющий ф-цию демпфера, в ней уже есть. Это - производная азимута, т.е. угловая скорость. Так что польза от введения канала второй производной азимута для меня неочевидна. Кроме того, в Футабе я не заметил признаков работы такого канала. В реультате, я отказался от его использования. А вообще, интересно бы было попробовать хотя бы в первом приближении смоделировать систему управления целиком и поиграться с законами и параметрами регулирования

  24. #21

    Регистрация
    23.02.2005
    Адрес
    St.Petersburg
    Возраст
    56
    Сообщений
    249
    Цитата Сообщение от Vad64 Посмотреть сообщение
    Если рассматривать систему как стабилизатор азимута, то дифференциальный канал, выполняющий ф-цию демпфера, в ней уже есть. Это - производная азимута, т.е. угловая скорость. Так что польза от введения канала второй производной азимута для меня неочевидна. Кроме того, в Футабе я не заметил признаков работы такого канала. В реультате, я отказался от его использования. А вообще, интересно бы было попробовать хотя бы в первом приближении смоделировать систему управления целиком и поиграться с законами и параметрами регулирования
    Согласен, в системе стабилизатор азимута первая производная и так как бы уже есть, но если мне не изменяет память,
    в профессиональных следящих системах должна использоватся и вторая производная, да ну тут как кому нравится, если система
    достаточно для Вас демфирована то тогда возможно и нет смысла ее вводить, Вам виднее.
    (я вообще то делал свою гиру для двухроторника (просто ради любопытства повозится с датчиком попавшим мне в руки),
    и соответственно мне сложно судить о реальном поведении Вашей гиры на приличном датчике на ТРехе.)
    С уважением, Андрей.
    http://aromu.lmsic.com

  25. #22
    Psw
    Psw вне форума
    Давно не был
    Регистрация
    04.10.2005
    Адрес
    Калининград
    Возраст
    51
    Сообщений
    655
    Привет, Вадим.
    Цитата Сообщение от Vad64 Посмотреть сообщение
    большинство моделистов предпочтут бренды.
    Ну чисто теоретически - если предоставить возможности, которых нету в брэндах - то какая-то часть рискованных юзеров попробует продукт от (зарекомендовавшего себя) разработчика, почему нет ?
    А нету (ну я не слышал как минимум) - комбинирования с гувернёром, гибкое программирование параметров/коэффициентов регулирования с компа, ну и быть могет возврат к старине - это когда в хвостовой серве только мотор и потенц обратной связи (ну и датчик температурки мотора быть могет).
    А весь мозг живёт в гире. Если хватит 16 МИПсов Атмела на обработки - то результат такого комбинирования девайсов могет быть вполне прикольным - по качеству удержания.

  26. #23

    Регистрация
    02.06.2005
    Адрес
    Ростов Великий
    Возраст
    57
    Сообщений
    556
    Цитата Сообщение от Psw Посмотреть сообщение
    А нету (ну я не слышал как минимум) - комбинирования с гувернёром, гибкое программирование параметров/коэффициентов регулирования с компа, ну и быть могет возврат к старине - это когда в хвостовой серве только мотор и потенц обратной связи (ну и датчик температурки мотора быть могет).
    Привет, Сергей!
    Я довел прибор до того уровня, когда он меня полностью устраивает. Удержание хвоста хорошее, дрейф практически нулевой, полетные логи на РС. Тратить время на фичи, к-рые мне на текущий момент не нужны - не хочется, есть другие затеи. Если что-то потребуется, легко доделаю-переделаю. В этом прелесть самоделки - всегда можно заточить вещь под свои текущие потребности.
    Конкурировать с брендами тяжело, особенно в таком достаточно узком рынке (и нише). Надо брать либо супер-качествами, либо супер-ценой. У меня в этом смыле ничего революционного нет. Ну и заниматься организационно-коммерческими делами я не люблю.

    Кстати, вот недавний пример: разработали зарядное устройство, предложили на продажу лишние платы или по желанию киты с деталями и процом или собранное настроенное устройство. Цену выставили примерно в 2 раза ниже фирменного зарядника с аналогичными параметрами. Все платы, конечно, разобрали, но особого ажиотажа не было. С гироскопом, думаю, все будет еще хуже. А зарядник, к слову, получился отличный :о)

  27. #24

    Регистрация
    15.03.2003
    Адрес
    Самара
    Возраст
    46
    Сообщений
    5,610
    Цитата Сообщение от Vad64 Посмотреть сообщение
    Все платы, конечно, разобрали, но особого ажиотажа не было.
    А реклама-то где? Потому и ажиотажа нет.

Закрытая тема

Похожие темы

  1. Продам самодельный стенд для настройги гироскопа
    от Vладимир в разделе Барахолка. Вертолеты
    Ответов: 2
    Последнее сообщение: 05.03.2011, 00:09
  2. Самодельный "CarbSmart" (реализация)
    от Vad64 в разделе Самодельная электроника, компьютерные программы
    Ответов: 11
    Последнее сообщение: 30.06.2008, 22:08
  3. Реализация флаперонов
    от DmitryB в разделе Новичкам
    Ответов: 37
    Последнее сообщение: 23.04.2008, 09:04
  4. Самодельный гироскоп
    от Sashok в разделе Самодельная электроника, компьютерные программы
    Ответов: 24
    Последнее сообщение: 01.11.2006, 20:06
  5. Самодельный гироскоп - есть ли опыт?
    от 3apw в разделе Аппаратура радиоуправления
    Ответов: 2
    Последнее сообщение: 11.07.2006, 15:08

Ваши права

  • Вы не можете создавать новые темы
  • Вы не можете отвечать в темах
  • Вы не можете прикреплять вложения
  • Вы не можете редактировать свои сообщения