|
|
  |
Балансирующий робот, и датчики к нему |
|
|
|
Feb 4 2007, 20:57
|

Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 966
Регистрация: 27-05-06
Из: СПб
Пользователь №: 17 499

|
[/quote] Станислав, ну зачем же столь категорично?  на промежутках в 10-20с ADXRS150 очень даже годятся - просто корректировать вовремя надо  [/quote]Это каким же макаром "корректировать", да ещё "вовремя"? [quote name='Serj78' post='196094' date='Jan 12 2007, 11:43']...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...[/quote]При чём здесь полоса и почему в одной плоскости?  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.  [/quote] 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...
|
|
|
|
|
Feb 4 2007, 22:25
|

Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987

|
Цитата(NickNich @ Feb 3 2007, 22:23)  Цитата(Stanislav @ Feb 2 2007, 17:59)  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?
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
Feb 4 2007, 22:38
|

Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987

|
Цитата(Serj78 @ Feb 4 2007, 20:57)  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. Цитата(Serj78 @ Feb 4 2007, 20:57)  ...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...
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
Feb 5 2007, 00:46
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 375
Регистрация: 8-11-05
Пользователь №: 10 593

|
Цитата(Stanislav @ Feb 4 2007, 22:25)  Простите, но Вы не поняли. Теперь понял. Подобный способ вычисления наклона мне в голову не приходил. Спасибо за идею.
|
|
|
|
|
Feb 5 2007, 16:20
|

Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987

|
Цитата(NickNich @ Feb 5 2007, 00:46)  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... Цитата(alexQ @ Feb 5 2007, 12:27)  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.
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
Feb 5 2007, 16:45
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 375
Регистрация: 8-11-05
Пользователь №: 10 593

|
Цитата(Herz @ Feb 5 2007, 15:23)  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.
|
|
|
|
|
Feb 6 2007, 09:29
|

Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 966
Регистрация: 27-05-06
Из: СПб
Пользователь №: 17 499

|
Цитата(Stanislav @ Feb 4 2007, 22:38)  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?
|
|
|
|
|
Feb 6 2007, 10:08
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 375
Регистрация: 8-11-05
Пользователь №: 10 593

|
Цитата(Serj78 @ Feb 6 2007, 09:29)  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?
|
|
|
|
|
Feb 6 2007, 22:32
|

Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 966
Регистрация: 27-05-06
Из: СПб
Пользователь №: 17 499

|
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?
|
|
|
|
|
Feb 7 2007, 03:33
|

Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987

|
Цитата(Serj78 @ Feb 6 2007, 09:29)  Цитата 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. Цитата(Serj78 @ Feb 6 2007, 09:29)  ...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.... Цитата(Serj78 @ Feb 6 2007, 09:29)  ...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?
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
Feb 7 2007, 14:41
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 375
Регистрация: 8-11-05
Пользователь №: 10 593

|
Цитата(Serj78 @ Feb 6 2007, 22:32)  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.
|
|
|
|
|
Feb 12 2007, 21:48
|
старушка-процентщица
   
Группа: Свой
Сообщений: 817
Регистрация: 8-03-06
Пользователь №: 15 067

|
Цитата(NickNich @ Mar 30 2006, 08:00)  [ 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)?
|
|
|
|
|
  |
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|