[Serj78 0]

 

Станислав, ну зачем же столь категорично? :) на промежутках в 10-20с ADXRS150 очень даже годятся - просто корректировать вовремя надо :) Это каким же макаром "корректировать", да ещё "вовремя"?

 

...В одной плоскости (коей является балансирующий робот) без великих математических ухищрений и полосе 10гц можно получить уход 6-8 градусов в минуту, это вполне приемлемо, если есть акселерометр - по нему идет коррекция... у меня где-то была статья про этого робота...

При чём здесь полоса и почему в одной плоскости? :blink: Боюсь, Вы недостаточно хорошо изучили предмет. Робот имеет три оси вращения (креном, правда, можно пренебречь).

Мы говорим об ошибке угла, после интергирования угловой скорости, обусловленной НЧ-шумом гироскопа и дрейфом его "нуля". Ежли Вы сообщите способ, как с помощью ADXRS150 получить уход 6-8 градусов в минуту без термостата, я готов поставить целую кеглю хорошего пива. :)

 

ЗЫ. А вот Калман - это правильное решение. :)

 

 

 

 

До полноценного калмана у меня руки так и не дошли... :)

 

про уходы и как сделано смотрите мои посты в теме про датчики ула поворота- я там практически все написал...

один из постов-

"

Мы используем, AXRS150, скорости поворота при закручивании гаек явно меньше 150 градусов/с smile.gif

 

"на столе" точность измеряемого угла ~ 1 градус, а если в динамике (у нас- в полете) падает вдвое примерно. Уход в статике (на поворотном столе, скорости до 60 гр/с, ускорения до 30 гр/с^2) составляет 1-2 градуса в минуту, в динамике 3-7. Термокомпенсация индивидуальная по пяти точкам.

 

Для полетов этого вполне хватает, а вот для гаек- вряд ли smile.gif.

 

термостатирование вовсе не обязательно (мне так кажется), это мюрату надо было греть, а то вообще голяк. :) кстати, уход нуля у некоторых экземпляров adxrs150 не превышает 2 градуса/с в диапазоне от - 15 до +60 , но блин, как правило, по закону подлости, этим гироскопом никогда не оказывается курсовой - термокомпенсация настраивается и тестируется на поворотном столе , когда все уже собрано :) .

 

а про коррекцию - это я про акселерометры говорил, корректировать можно и без калмана, :)

 

некоторые люди приводят цифры что в динамике у них 2-3 градуса уходы, ну... может и можно чего добиться, такой уход нас вполне устраивает :)

 

А 6-8 градусов в минуту в полете- это пролететь над дорогой против ветра по прямой 700м со скоростью 40-50 км/ч на высоте 50м ( gps коррекция выключена!) и не потерять эту дорогу из поля зрения 40- градусного объектива плановой камеры...

[Stanislav 0]

В принципе, если есть ограничения (например, движение по горизонтальной плоскости), углы наклона платформы к вертикали можно получить, имея только трёхгранник акселерометров.

Для получения углов наклона в движении показания акселерометров придется сильно фильтровать, чтобы исключить из их показаний возмущения, связанные с ускоренным движением робота. Эти возмущения, большей частью, будут высокочастотными из-за работы системы стабилизации платформы робота относительно горизонта. Во время поворотов будут появляться кратковременные возмущения, по длительности сравнимые (т.е. по частотному спектру) с изменением наклона платформы робота во время маневра.

 

Если задаться целью просто определить ориентацию платформы во время движения, то наверное такой метод может работать, но не знаю с какой точностью. Если же акселерометры являются датчиками наклона, включенными в замкнутый контур стабилизации платформы относительно горизонта, то этот способ скорее всего неприемлем. Т.к. сильная НЧ-фильтрация сигналов с датчиков существенно ослабит обратную связь в области быстрых измерений наклона и эти возмущения останутся нескомпенсированными. Запаздывание, вносимое НЧ-фильтром высокого порядка с малой частотой среза тоже скажется на работе контура пространственной стабилизации робота, ухудшив его запас устойчивости и (возможно) увеличив колебательность.

................................................................................

...............

Простите, но Вы не поняли.

Я утверждаю, что углы наклона можно получить по одномоментному измерению, безо всякой фильтрации, если есть соотв. ограничения.

Видимо, придётся пояснить. Попытаюсь сделать это с помощью рисунка, для двумерного случая (кстати, для былансирующего робота вполне можно обойтись только двумя акселерометрами).

Итак, есть система измерения, связанная с объектом: OXY, на которую действуют ускорение силы тяжести g, и линейное ускорение a. Вертикальную составляюшую линейных ускорений положим тождественно равной 0. Измеренный датчиками вектор обозначим как b (см. рис.).

Находим длину вектора b:

|b| = sqrt(x^2+y^2), где x и y - проекции вектора b на оси OX OY соответственно.

Находим длину вектора a:

|a| = sqrt( |b|^2-|g|^2)=sqrt(x^2+y^2-|g|^2), где |g| - модуль ускорения свободного падения, равный 9,8 м/(с*с).

Далее, чтобы не писать формУлы, поясню графически: пересечение двух окружностей радиусов |a| и |g| даст две точки возможного положения конца вектора g: B и C. Одно из этих векторов должен быть отброшен (изображён красным), а второй взят в качестве измеренного. По нему легко находится угол α.

Как видите, задача могла быть решена и во времена Пифагора. :)

Как отбросить "лишнюю" точку - подумайте сами. В этом нет ничего сложного.

Вопросы?

[Stanislav 0]

Мы используем, AXRS150, скорости поворота при закручивании гаек явно меньше 150 градусов/с smile.gif

 

"на столе" точность измеряемого угла ~ 1 градус, а если в динамике (у нас- в полете) падает вдвое примерно. Уход в статике (на поворотном столе, скорости до 60 гр/с, ускорения до 30 гр/с^2) составляет 1-2 градуса в минуту, в динамике 3-7. Термокомпенсация индивидуальная по пяти точкам.

 

Для полетов этого вполне хватает, а вот для гаек- вряд ли smile.gif.

 

термостатирование вовсе не обязательно (мне так кажется), это мюрату надо было греть, а то вообще голяк. :) кстати, уход нуля у некоторых экземпляров adxrs150 не превышает 2 градуса/с в диапазоне от - 15 до +60 , но блин, как правило, по закону подлости, этим гироскопом никогда не оказывается курсовой - термокомпенсация настраивается и тестируется на поворотном столе , когда все уже собрано :) .

Понятно. Но калибровка гироскопов в этом случае связана с большими сложностями: нужен двухкоординатный поворотный стол, да ещё с термокамерой, в которую нужно помещать ИНС. Такое оборудование, например, в Москве есть только в 2-3 конторах, и доступ к нему сильно ограничен. В России сейчас поворотные столы не делают, а зарубежные стОят >100К долларов.

 

...некоторые люди приводят цифры что в динамике у них 2-3 градуса уходы, ну... может и можно чего добиться, такой уход нас вполне устраивает :)

 

А 6-8 градусов в минуту в полете- это пролететь над дорогой против ветра по прямой 700м со скоростью 40-50 км/ч на высоте 50м ( gps коррекция выключена!) и не потерять эту дорогу из поля зрения 40- градусного объектива плановой камеры...

Честно говоря, Ваш результат впечатляет, я считал, что должно получится хуже (во всяком случае, мне такой точности добиться не удавалось, видимо, из-за отсутствия нормального калибровочного оборудования).

Кстати, ADXRS150 снимают с производства в этом году... :(

[GroundCtrl 0]

Простите, но Вы не поняли.

Теперь понял. Подобный способ вычисления наклона мне в голову не приходил. Спасибо за идею.

[alexQ 0]

Действительно интересная идея. спасибо.

 

но если я правильно понял такой способ будет неприемлим при движении по наклонной траектории?

[Herz 4]

Действительно интересная идея. спасибо.

 

но если я правильно понял такой способ будет неприемлим при движении по наклонной траектории?

Кроме того, если "линейное" ускорение, т.е. ускорение по горизонтали, отсутствует, то угол наклона не может быть вычислен?

[Stanislav 0]

Подобный способ вычисления наклона мне в голову не приходил...

Не Вам одному...

Однажды предложил его человеку, который всю жизнь занимался ИНС. По-моему, он мне так до конца и не поверил, всё подвох искал...

 

но если я правильно понял такой способ будет неприемлим при движении по наклонной траектории?

Ищите ограничения! Может так статься, что способ впролне подойдёт и для движения по наклонной плоскости.

Если нет - используйте доп. инфу, напр., о скорости вращения колёс.

 

PS. Оси акселерометров, кстати, лучше направить под 45град. к горизонту По-моему, ошибка для малых углов отклонения от вертикали тогда будет меньше.

[GroundCtrl 0]

Кроме того, если "линейное" ускорение, т.е. ускорение по горизонтали, отсутствует, то угол наклона не может быть вычислен?

Цель всех этих манипуляций - выделить из показаний акселерометров компоненты вектора g. Если "линейное" ускорение равно нулю, то разность |a| = sqrt( |b|^2-|g|^2) тоже равна нулю и компоненты вектора g определяются однозначно. Т.е. угол можно считать прямо из показаний акселерометров без запуска процедуры отбрасывания лишнего решения.

[Serj78 0]

Честно говоря, Ваш результат впечатляет, я считал, что должно получится хуже (во всяком случае, мне такой точности добиться не удавалось, видимо, из-за отсутствия нормального калибровочного оборудования).

Кстати, ADXRS150 снимают с производства в этом году... :(

 

блин, это фигово :) ну да элтех не даст нам погибнуть - запасы наверное еще год лет будут, мож чего и подберется на замену... :)

 

по поводу стола - он у нас одно координатный, механика старинная :), калибруем каждую ось по очереди. Да, имеется разброс чувствительности , но не большой. Нули уходят иногда намного сильнее. термокамеры как таковой нету- просто сначала блок автопилота охлаждаем до -20 потом он самостоятельно медленно нагревается, и при этом крутится на столе , с остановкми. :) температура измеряется самим гироскопом...

 

думаю вообще отказаться от 3- кратной процедуры калибровки чувствительности от температуры, оставить только коррекцию нулей (на компе написана прога которая записывает массив данных с 6 датчиков, потом самостоятельно выбирает 5 точек и 7 коэффициентов поправок :) , а то блин по 2 часа на на всю калибровку/настройку уходит...

по поводу предложенного метода- по акселерометрам- в точку! я его у rotomotion подсмотрел :)

 

Станислав, а если не секрет- где вы работаете (в какой фирме) , что делаете?

[GroundCtrl 0]

по поводу стола - он у нас одно координатный, механика старинная :), калибруем каждую ось по очереди. Да, имеется разброс чувствительности , но не большой.

Как-то Вы уже проговорились по поводу конструкции стола. Продолжу пытать Вас дсльше.

 

Каким образом Вы закрепляете калибруемый модуль на вращающейся поверхности? У таких модулей, как правило, одна опорная поверхность, которая выдерживается с хорошей механической точностью. На нее модуль поставить можно. А вот на остальные - как правило не получается, т.к. мешают всевозможные крепления, торчащие гайки и т.д. Как Вы обходите эти трудности?

[Serj78 0]

Это приспособление весьма тривиально и сделано ну очень просто всего за полчаса:), точность установки - примерно 0.2 градуса, погрешность перпендикулярности плат ИНС примерно такая же,

 

закрепляем мы плату автопилота просто в пластиковой рамке по внешнему контуру, опорной поверхностью служит весь периметр платы шириной 0.8мм, ( весь автопилот размерами 40х35мм) , рамка крепится к г- образному уголку уголку склееному из 2-х кусков пластика толщиной миллиметров 6, все это просто кладется нужной стороной на поворотный стол, на стол просто приклеены ограничители чтоб стояло примерно в центре :)-

 

На этом же столе лежит небольшой аккумулятор для питания всего этого дела и модуль ктр (командно- телеметрической радиолинии) все остальные внешние устройства для калибровки ИНС не нужны :)

 

А вы, NickNich, что разрабатываете/производите, если не секрет?

[Stanislav 0]

Кстати, ADXRS150 снимают с производства в этом году...

блин, это фигово :) ну да элтех не даст нам погибнуть - запасы наверное еще год лет будут, мож чего и подберется на замену...

Думаю, переживать не стОит. Пару лет они ещё в продаже, наверное, будут.

AD, между прочим, предлагает им замену "не отходя от кассы". Марку прибора могу сообщить только завтра, но в природе его ещё нет.

 

...по поводу стола - он у нас одно координатный, механика старинная :) , калибруем каждую ось по очереди. Да, имеется разброс чувствительности , но не большой. Нули уходят иногда намного сильнее. термокамеры как таковой нету- просто сначала блок автопилота охлаждаем до -20 потом он самостоятельно медленно нагревается, и при этом крутится на столе , с остановкми. :) температура измеряется самим гироскопом...

Та-ак, интересно.

То есть, Вы утверждаете, что при таком способе калибровки ADXRS (без снятия матрицы чувствительностей по 3-м осям, и без точной калибровки по температуре), Вы можете получить при вращении платформы в произвольных плоскостях в течение минуты, скажем, со скоростью 1 (или 2, или 0,5) рад/с точность финального значения угла в 5-6 град? Простите, но более чем не очень верится.

Может, Вы говорите об уходе платформы от "нулевого" положения в 5-6 град за минуту? На это ещё можно согласиться....

 

...думаю вообще отказаться от 3- кратной процедуры калибровки чувствительности от температуры, оставить только коррекцию нулей (на компе написана прога которая записывает массив данных с 6 датчиков, потом самостоятельно выбирает 5 точек и 7 коэффициентов поправок :) , а то блин по 2 часа на на всю калибровку/настройку уходит...

А как Вы интегрировать угловые скорости собираетесь, если чувствительность гироскопов не откалибрована?

[GroundCtrl 0]

Это приспособление весьма тривиально и сделано ну очень просто всего за полчаса:), точность установки - примерно 0.2 градуса, погрешность перпендикулярности плат ИНС примерно такая же,

Погрешность установки плат 0.2 градуса - это очень серьезная цифра, означающая отклонение платы от посадочной поверхности не более 35*sin(0,2) = 0,12мм. Круто...

 

Погрешности сборки микрогироскопа в датащите не написано, но для АналогДивайс акселерометра погрешность установки оси чувсвтительности при сборке - около 1 градуса. Еще есть угловая погрешность монтажа микросхемы на плате - там все совсем грустно...

 

Вот на чем Ваши коллеги из ЛЭТИ калибруются. Стол одноосный, но с дополнительным поворотным фиксатором.

[Serj78 0]

погрешность сборки плат 0.2 градуса- это потому что дюралевое цельнофпезерованное приспособление (уголок с пазами) в котором они фиксируются при сборке сделано с такой точностью :) на самом деле погрешность установки бга корпусов на мой взгляд действительно, градус или больше :(. но я ко всем этим установкам отношусь не очень щепетильно- реально в динамике уходы все равно велики, погрешности тоже в несколько раз больше установки углов...

 

Поэтому когда текнол утверждает что у них 0.3 градуса точность измерения углов- ну, что ж очень здорово, а почему тогда маршрут такой кривой? ;) мерять точно еще означает точно рулить :) (да и самолет на котором наполовину все держится на скотче и винт задом наперед стоит- и это на выставке! вызывает некоторые сомнения ;-) )

 

в ЛЭТИ подход исследовательский, молодцы, особенно про исследование распространения радиоволн мне понравилось... погрешность аксерометров мы не измеряли, доверились даташитам ... только точку 45 градусов один раз померяли- в полградуса (дискретность ацп) попали и ладно. А вот гироскопы после неудачных опытов с мюратой исследовали придирчиво :)

[Mirabella 0]

[

Книг по этой теме тоже море. Но другое. Есть даже пересечение этих морей, в области гиростабилизации. Т.к. у вас нет поворотной гироплатформы, то связка ДУС и акселерометров (ещё их называют ДЛУ) делается вычислительно. Т.е. система получается бесплатформенная.

 

 

Прошу прощения за дилетантский вопрос:

 

А можно ли стабилизировать платформу (поддерживаемую несколькими несущими винтами)

без гиростабилизации, только на основе информации от многоканального высотомера (4...6 каналов с точностью в ед. см)?