Специальные цены   новые товары
Закрытая тема
Показано с 1 по 33 из 33

Система стабилизации гиро+акселерометр

Тема раздела Полеты по камере, телеметрия в категории Cамолёты - Общий; Слышал, что кто-то использует системы стабилизации летадла на гироскопах с акселерометрами. Купить то в принципе может каждый, но хочется сделать ...

  1. #1

    Регистрация
    31.12.2007
    Адрес
    Минск
    Возраст
    27
    Сообщений
    64

    Система стабилизации гиро+акселерометр

    Слышал, что кто-то использует системы стабилизации летадла на гироскопах с акселерометрами. Купить то в принципе может каждый, но хочется сделать самому, ибо в электронике шарю (в т.ч. МК). Объясните в целом алгоритм работы таких систем стабилизации. Назначение гироскопа в принципе понятно - при наличии угловых скоростей попытаться скомпенстровать их рулями, а вот какова там роль акселерометра? Как они дополняют друг друга? Есть ли акселерометры, которые кроме скалярной величины ускорения выдают ещё и направление вектора? Что по стоимости?

  2.  
  3. #2

    Регистрация
    29.07.2007
    Адрес
    Москва - Jimbaran Bali, Indonesia
    Возраст
    35
    Сообщений
    4,597
    Я думаю в этой теме (FY-20A/FY-21AP - Катайский трёхосевой стаб на MEMS гирах и акселерометрах + OSD и автопилот) на Ваш вопрос быстрей ответ бы получили...) Необязательно тему свою было создавать)

  4. #3

    Регистрация
    07.06.2008
    Адрес
    Москва
    Возраст
    47
    Сообщений
    8,295
    Цитата Сообщение от ГРИНЯ Посмотреть сообщение
    Я думаю в этой теме
    Гриня!
    Судя по постановке вопроса аффтором: он из той категории, которые хотят, чтобы им "быстренько объяснили теорию вероятности"
    2 Фантомас: Smalltim и Botvoed, профессиональнейшие люди- не первый год трахаются с этой проблемой
    И "шарят" они- не меньше вашего, уж точно...

  5. #4
    Забанен
    Регистрация
    24.04.2007
    Адрес
    Санкт-Петербург
    Возраст
    55
    Сообщений
    2,768
    Цитата Сообщение от blade Посмотреть сообщение
    Судя по постановке вопроса аффтором:
    А чем Вам не нравится постановка вопроса? На мой взгляд вполне нормальная постановка - тема новая, доступной информации в гугле мало. Сам бы с удовольствием почитал комментарии знающих людей (не Ваши) на эту тему...
    Цитата Сообщение от blade Посмотреть сообщение
    2 Фантомас: Smalltim и Botvoed, профессиональнейшие люди- не первый год трахаются с этой проблемой
    Уж как хорошо, что Вас не было на форуме в 2007 году , а то один из "профессиональнейших людей", застыженный Вами, так бы ничего и не сделал:
    Цитата Сообщение от smalltim Посмотреть сообщение
    где почитать по практике применения ПВД и дифференциальных барометрических датчиков для измерения скорости? Что и как делать?
    "он из той категории, которые хотят, чтобы им "быстренько объяснили теорию вероятности"" ©blade

  6.  
  7. #5

    Регистрация
    27.12.2000
    Адрес
    С-Петербург
    Возраст
    42
    Сообщений
    1,747
    Дмитрий, самым лучшим приложением ваших сил будет, если вы напишете свою версию к имеющемуся дешевому китайскому железу (fy20).

  8. #6

    Регистрация
    16.12.2005
    Адрес
    Москва
    Возраст
    35
    Сообщений
    4,452
    Записей в дневнике
    13
    Или, что еще дешевле, обратить внимание на MultiWiiCopter

  9. #7

    Регистрация
    31.12.2007
    Адрес
    Минск
    Возраст
    27
    Сообщений
    64
    Судя по постановке вопроса аффтором: он из той категории, которые хотят, чтобы им "быстренько объяснили теорию вероятности"
    Вы ошибаетесь. На проект думаю отвести до полугода, предпочту долгую плодотворную дискуссию разработкам "на салфетке"

    2 Фантомас: Smalltim и Botvoed, профессиональнейшие люди- не первый год трахаются с этой проблемой
    И "шарят" они- не меньше вашего, уж точно...
    Кто ж спорит.

    Дмитрий, самым лучшим приложением ваших сил будет, если вы напишете свою версию к имеющемуся дешевому китайскому железу (fy20).
    Для этого нужно понять принцип работы системы, следовательно смотрим пост №1.



    Теперь огромнейшая просьба! Обращаюсь не конкретно к кому-то, а вообще!
    Кому нечего сказать именно по теме вопроса - не пишите сообщения!

  10.  
  11. #8

    Регистрация
    18.10.2008
    Адрес
    Москва
    Возраст
    53
    Сообщений
    11,332
    Записей в дневнике
    8
    Цитата Сообщение от Фантомас Посмотреть сообщение
    Объясните в целом алгоритм работы таких систем стабилизации. Назначение гироскопа в принципе понятно - при наличии угловых скоростей попытаться скомпенстровать их рулями, а вот какова там роль акселерометра? Как они дополняют друг друга? Есть ли акселерометры, которые кроме скалярной величины ускорения выдают ещё и направление вектора?
    Стабилизатор выполняет две функции: 1) компенсации возмущений (например, ветер); 2) поддержания горизонтального (относительно земли) положения модели в нейтрале, или удерживания любого заданного угла к горизонту.
    Первую задачу выполняют в основном гироскопы. Вторую задачу решают акселерометры. Так как в полноценной системе стабилизации используется три гироскопа и три акселерометра, их показания дают два 3-х мерных вектора: кажущийся вектор силы тяжести G (акселерометры) и вектор угловых скоростей (гироскопы). Задачи алгоритма стабилизации:
    1) Определять моменты, когда модель летит равномерно и прямолинейно. При этом акселерометры дают положение земли (вектор G) непосредственно.
    2) В ускоренном и непрямом полете показания гироскопов (и иногда и акселерометров) интегрируются во времени, для отслеживания измненений положения модели относительно земли.
    3) На основании угловых скоростей и вычисленного положения относительно земли, регуляторы системы стабилизации (например, ПИД) вырабатывают воздействия на управляющие поверхности модели (сервы) с целью компенсации отклонений в полете.

    Цитата Сообщение от Фантомас Посмотреть сообщение
    хочется сделать самому, ибо в электронике шарю

    Дмитрий, здесь электроника не так важна - она примитивна. Главное хорошие знания математики (от ПИД регулятров и КИХ фильтров до фильтра предсказаний Кльмана). У Вас есть опыт и соответствующее образование?
    Последний раз редактировалось baychi; 23.01.2011 в 19:29.

  12. #9

    Регистрация
    31.12.2007
    Адрес
    Минск
    Возраст
    27
    Сообщений
    64
    Уже что-то...
    Правильно ли я понял, что задача акселерометра - определить момент, когда ускорение стало отличаться от некоего заданного значения (скажем, G), в этот момент мы и подключаем гироскоп для отслеживания угловой скорости и по данным обоих приборов (центростремительное ускорение и угловая скорость) можем определить нормаль к горизонту? Если вращение отсутствует, то тут вступает в действие свой алгоритм (скажем, если термиком подбросило), если вращение есть - вычисляем угол поворота (вот тут, как сказал baychi, нужно будет интегрировать), соответственно компенсируем его, проверяем, чтобы вектор ускорения опять был равен G.

    Правильно ли я понял?

    По реализации алгоритма, конечно, гемороя наберётся...

  13. #10

    Регистрация
    14.10.2008
    Адрес
    Омск
    Возраст
    37
    Сообщений
    3,257
    Записей в дневнике
    3
    а еще гироскопы надо термокомпенсировать, чтобы не было такого п**деца как с фишками

  14. #11

    Регистрация
    18.10.2008
    Адрес
    Москва
    Возраст
    53
    Сообщений
    11,332
    Записей в дневнике
    8
    Цитата Сообщение от Фантомас Посмотреть сообщение
    Правильно ли я понял, что задача акселерометра - определить момент, когда ускорение стало отличаться от некоего заданного значения (скажем, G),
    Не совсем. Главная цель - знание реального вектора силы тяжести G в любой момент. Так как именно он определяет ориентацию модели относительно земли.

    Цитата Сообщение от Фантомас Посмотреть сообщение
    Если вращение отсутствует,
    Если отсутствует вращение и линейное ускорение, 3 ортогональных акселерометра дают вектор G непосредственно.

    Цитата Сообщение от Фантомас Посмотреть сообщение
    По реализации алгоритма, конечно, гемороя наберётся...
    Опять спрошу: у Вас есть соответсвующее математическое образование и опыт программирования?

  15. #12

    Регистрация
    14.10.2008
    Адрес
    Омск
    Возраст
    37
    Сообщений
    3,257
    Записей в дневнике
    3
    Возвращаясь к дрейфу гироскопов, термостатирование, экранировка и прецизионное питание могут решить проблему дрейфа?

  16. #13

    Регистрация
    31.12.2007
    Адрес
    Минск
    Возраст
    27
    Сообщений
    64
    Два года разрабатываю всякую мелочь на базе AVR. По математике... Скажем так: есть человек, великолепно знающий математику, который с радостью втянется в такой проект. Но надеюсь сам осилить.

    Такой ответ Вас устроит?

  17. #14

    Регистрация
    18.10.2008
    Адрес
    Москва
    Возраст
    53
    Сообщений
    11,332
    Записей в дневнике
    8
    Цитата Сообщение от Syberian Посмотреть сообщение
    Возвращаясь к дрейфу гироскопов, термостатирование, экранировка и прецизионное питание могут решить проблему дрейфа?
    Абсолютно - нет. Так как есть еще квантование АЦП и временной дрейф.
    Построить систему ориентации только на гироскопах практически невозможно (инерциалки балистических ракет не в счет - эти модули миллионы долларов стоят).

    Цитата Сообщение от Фантомас Посмотреть сообщение
    разрабатываю всякую мелочь на базе AVR

    AVR-ки может не хватить. Лучше бы ARM или DSP архитектуры.

    Цитата Сообщение от Фантомас Посмотреть сообщение
    есть человек, великолепно знающий математику, который с радостью втянется в такой проект. Но надеюсь сам осилить.
    В команде с математиком - справитесь, если не остынете.
    Удачи!

  18. #15

    Регистрация
    14.10.2008
    Адрес
    Омск
    Возраст
    37
    Сообщений
    3,257
    Записей в дневнике
    3
    Просто начинаю догадываться, как китайцы фишку замутили... Тупо интегрируют показания гир, а по акселям ловят момент: как только результирующий вектор равен 1G, начинают медленно сводить вектор интеграторов к вектору акселей простым сложением/вычитанием.

    [add]
    у них на сайте видео было, где чувак вертит в руке прибор, а на мониторе 3Д-кубик вращается синхронно. Заметил минимум 2 момента, когда куб был градусов на 40 повернут в другую сторону, но тут же кадр видео сменялся

  19. #16

    Регистрация
    18.10.2008
    Адрес
    Москва
    Возраст
    53
    Сообщений
    11,332
    Записей в дневнике
    8
    Цитата Сообщение от Syberian Посмотреть сообщение
    начинаю догадываться, как китайцы фишку замутили... Тупо интегрируют показания гир, а по акселям ловят момент: как только результирующий вектор равен 1G, начинают медленно сводить вектор интеграторов к вектору акселей простым сложением/вычитанием.
    Совершенно верно.
    Тонкости только 2, как правильно поймать |G|=1, и что делать если |G| != 1 долгое время? Здесь то фишку и начинает колбасить.

  20. #17

    Регистрация
    14.10.2008
    Адрес
    Омск
    Возраст
    37
    Сообщений
    3,257
    Записей в дневнике
    3
    Цитата Сообщение от baychi Посмотреть сообщение
    что делать если |G| != 1 долгое время?
    как это что? яростно мигать синей лампочкой Потому и не умеют они вибрацию держать, когда кончик вектора круги описывает.
    Эта часть вопроса как раз и определяет разницу между сотней уе и миллионом

    длина G=1 калибровалась, судя по всему, в глухих китайских бараках 1 раз применительно к конкретному типу акселя.

  21. #18

    Регистрация
    18.10.2008
    Адрес
    Москва
    Возраст
    53
    Сообщений
    11,332
    Записей в дневнике
    8
    Цитата Сообщение от Syberian Посмотреть сообщение
    длина G=1 калибровалась, судя по всему, в глухих китайских бараках

    Если вообще калибровалась. (Да нет, шучу, калибровалась).
    Но ИМХО, основные проблеммы у них с гирами, а не с акселями....

  22. #19

    Регистрация
    28.06.2007
    Адрес
    Karmiel
    Возраст
    37
    Сообщений
    2,967
    Записей в дневнике
    9
    Цитата Сообщение от leprud Посмотреть сообщение
    Или, что еще дешевле, обратить внимание на MultiWiiCopter

  23. #20

    Регистрация
    16.12.2005
    Адрес
    Москва
    Возраст
    35
    Сообщений
    4,452
    Записей в дневнике
    13
    Цитата Сообщение от Фантомас Посмотреть сообщение
    есть человек, великолепно знающий математику
    Не поможет. Математически точно не описывается, потому что неизвестны 90% параметров.
    Основная проблема во всех стабилизаторах - подбор коэффициентов (хотя бы те же банальные ПИД регуляторы).
    Когда есть коммерчески готовая модель аппарата, то там проще, можно и опыты ставить и просчитывать пробовать, а вот когда модель неизвестна...
    Простой пример: стабилизатор на модели типа ЛК с абсолютно плоским профилем(для простоты расчетов). Вылизали, подобрали коэффициенты, все работает. А теперь изменили угол установки ушей. Или увеличили киль. Что с коэффициентами делать? Я даже не спрашиваю, на какую абсолютную величину менять! Хотя бы покажите, в какую сторону их менять?

  24. #21

    Регистрация
    11.03.2004
    Адрес
    Москва
    Возраст
    46
    Сообщений
    997
    Есть такая наука - теория систем автоматического управления. Как раз про то, как делать всякие стабилизаторы и автопилоты. Ей учат в институте. Несколько лет. Это к вопросу о "быстренько на пальцах".
    Если Вы грамотный инженер, возьмите книжек по теме, почитайте, разберитесь. Поищите информацию о готовых реализациях алгоритмов управления - они в интернете есть. Разберитесь, как оно работает, а потом делайте свое.
    Ключевые слова - САУ, цифровые системы управления, гиростабилизатор....

  25. #22

    Регистрация
    14.10.2009
    Адрес
    Ukraine
    Возраст
    47
    Сообщений
    21
    Начать можно отсюда http://gluonpilot.com/wiki/Main_Page
    Как использовать калман фильтр - можно почитать тут http://tom.pycke.be/mav/71/kalman-filtering-of-imu-data
    Я на базе этого алгоритма делал стабилизацию. Вполне адекватно работает.

  26. #23

    Регистрация
    07.06.2008
    Адрес
    Москва
    Возраст
    47
    Сообщений
    8,295
    Цитата Сообщение от seagsm Посмотреть сообщение
    Я на базе этого алгоритма делал стабилизацию. Вполне адекватно работает.
    А Вы коррекцию горизонта как то обеспечивали?

  27. #24

    Регистрация
    14.10.2009
    Адрес
    Ukraine
    Возраст
    47
    Сообщений
    21
    Цитата Сообщение от blade Посмотреть сообщение
    А Вы коррекцию горизонта как то обеспечивали?
    Фишка в том,это часто упускается при рассмотрении задачи, что наш аппарат не в вакууме и не в космосе, соответственно, если рассмотреть , для простоты, падающий шар в воздухе, то через какое то время он будет падать равномерно,т.е. без ускорения, за счет сопротивления воздуха и аксселеромеры покажут верное направление вектора гравитации. Это значение позволяет корректировать интегралл угловой скорости с гироскопов. Ну и так далее.

  28. #25
    msv
    msv вне форума

    Регистрация
    05.03.2008
    Адрес
    Новокузнецк
    Возраст
    55
    Сообщений
    2,367
    Покажут конечно, главная сложность понять в какой момент.. Можно в простейшем случае для этого просто усреднять значения аксселя. Но время усреднения должно быть гарантировано больше любого мыслимого маневра с многократным запасом, и в то же время должно быть меньше времени ухода 0-ля гироскопа. С другой стороны это время можно уменьшать используя данные гиро о отсутствии угловой скорости. Те. значения нуля (интеграл гир) корректируется с некоторой постоянной времени усредненным ( с адаптивным временем усреднения по значению гиро) значением акселя. И обеспечить устойчивость и быструю сходимость всей этой байды..

  29. #26

    Регистрация
    07.06.2008
    Адрес
    Москва
    Возраст
    47
    Сообщений
    8,295
    Цитата Сообщение от seagsm Посмотреть сообщение
    Ну и так далее.
    Фишка- именно в этом "так далее"
    Аппарат то не в воздухе падает, а в поле тяготения земли летит. А Земля-ещё и вращается.
    И сила Кориолиса- зависит от широты места и курса аппарата относительно сторон света.
    Поэтому, ввести какую то константу для коррекции- нельзя, ибо она будет другая в каждую следующую минуту .
    Для этого и используют ЗД магнитный компас, поскольку ему Кориолис-по барабану.
    А для полного счастья- вводят ещё и коррекцию от ЖПС, который может показать, что началось скольжение (изменение курса и высоты), которого быть не должно, поскольку никаких команд от пилота-автопилота не поступало.
    Тут то и корректируют "0" горизонта.
    Именно поэтому ФИ 20 и работает горбато, стоит измениться на 10 градусов температуре.
    А как они на Кориолиса реагируют- вообще непонятно, без компаса и ЖПС а то?

  30. #27

    Регистрация
    18.10.2008
    Адрес
    Москва
    Возраст
    53
    Сообщений
    11,332
    Записей в дневнике
    8
    Цитата Сообщение от blade Посмотреть сообщение
    А как они на Кориолиса реагируют- вообще непонятно
    Да никак они не реагируют. Чай модель не маятник Фуко и не ракета баллистическая, чтоб десятки минут по кругу летать.

  31. #28

    Регистрация
    14.10.2009
    Адрес
    Ukraine
    Возраст
    47
    Сообщений
    21
    Цитата Сообщение от blade Посмотреть сообщение
    А как они на Кориолиса реагируют- вообще непонятно, без компаса и ЖПС а то?
    Не усложняйте... Кориолис, ЖПС... это уже величины второго порядка. Я делал, летает, не идеально, пошатывает, подрагивает, но это может быть связано с медленной отработкой контроллеров двигателей. Трикоптер держит. Летало, маневрировало... Попробуйте, у вас тоже получится.

  32. #29

    Регистрация
    03.05.2010
    Адрес
    Симферополь
    Возраст
    52
    Сообщений
    2,183
    Цитата Сообщение от baychi Посмотреть сообщение
    Д и не ракета баллистическая, чтоб десятки минут по кругу летать.
    А что за ракеты, по кругу летающие? Да еще и баллистические. Обидно, да.

  33. #30

    Регистрация
    05.10.2007
    Адрес
    Одинцово
    Возраст
    36
    Сообщений
    4,264
    пока тут идут разговоры- автору темы если надо было бы -он бы по быстрому(как и хотел) мог бы изучить тему трикоптер со всеми ссылками, и начать свой проект, так что видно здесь явный пример оле...дства

  34. #31
    msv
    msv вне форума

    Регистрация
    05.03.2008
    Адрес
    Новокузнецк
    Возраст
    55
    Сообщений
    2,367
    Да нам и самим друг перед другом поумничать хочется.. Тем более в теме появились разработчики.. Про коррекцию по GPS имхо вполне реально. В моем АП в режиме удержания курса/высоты при условии отсутствии команд на их изменение в течение n-секунд и стабилизации полета по показания GPS автоматичеки коректируются нули элеронов/РВ (авто-триммирование) и нули пироголовы по накопленной интегральной составляющей ПИД регуляторов. Конечно при этом не учитываются боковой ветер и восходящие потоки, но в реале все работает вполне прилично. В приципе этот прием можно было бы использовать и для коррекции гироскопа (даже акссели не обязательны), но... Прийдется требовать от пилота периодического бросания ручек и дать возможность самолету выровнятся.. Фигня, короче получается..

  35. #32

    Регистрация
    18.10.2008
    Адрес
    Москва
    Возраст
    53
    Сообщений
    11,332
    Записей в дневнике
    8
    Цитата Сообщение от msv Посмотреть сообщение
    В моем АП в режиме удержания курса/высоты при условии отсутствии команд на их изменение в течение n-секунд и стабилизации полета по показания GPS автоматичеки коректируются нули элеронов/РВ (авто-триммирование) и нули пироголовы по накопленной интегральной составляющей ПИД регуляторов.

    А зачем пироголовам необходимо постоянное триммирование? Что-то уходит в процессе полета? Или между полетами?

    Цитата Сообщение от msv Посмотреть сообщение
    Прийдется требовать от пилота периодического бросания ручек и дать возможность самолету выровнятся..

    Фишка только так и лечится.

  36. #33
    msv
    msv вне форума

    Регистрация
    05.03.2008
    Адрес
    Новокузнецк
    Возраст
    55
    Сообщений
    2,367
    У меня нет вертикальной пары пирометров (уже думаю может и к лучшему.. ), поэтому перед каждым полетом требуется калибровка для определения температурного градиента. Горизонт на практике совершенно не соответствует среднему арифметическому между мин и мах показаниями, и даже не соответствует некоторому постоянному коэффициенту пропорциональности (объяснить это при желании можно..) поэтому калибровка заканчивается ручной установкой нулевого горизонта. К сожалению этот горизонт в полете тоже оказывается не точным ( частично возможно из-за неидеальной симметричности модели.. ведь в полете нам нужно не что бы крылья были строго параллельно горизонту, а что бы он ровно летел..) и требовалось дополнительная калибровка уже в воздухе..
    Теперь все проще, подбросил, включил режим удержания курса/высоты и наслаждаешьсь, как самолет из широкой петли выходит на ровный курс.

Закрытая тема

Похожие темы

  1. Продам Продам Клона Trex 450SEV2 + Аппаратура + Запчасти+ система стабилизации RTF
    от omegapraim в разделе Барахолка. Вертолеты
    Ответов: 1
    Последнее сообщение: 12.01.2011, 18:16
  2. Продам Трёхосевую систему стабилизации Turnigy V-Bar 600
    от avi@tor в разделе Барахолка. Аппаратура
    Ответов: 1
    Последнее сообщение: 08.11.2010, 13:02
  3. Продам Gaui система стабилизации GU365, дёшево.
    от avi@tor в разделе Барахолка. Вертолеты
    Ответов: 3
    Последнее сообщение: 03.08.2010, 11:13
  4. Системы стабилизации
    от max815 в разделе Фото и видеосъемка, системы стабилизации
    Ответов: 16
    Последнее сообщение: 11.03.2010, 03:14
  5. Система стабилизации для полета по камере
    от rippers в разделе Фото и видеосъемка, системы стабилизации
    Ответов: 12
    Последнее сообщение: 01.02.2010, 18:22

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