ฉันต้องการไจโรสำหรับระบบลดการสั่นไหวของเครื่องบินหรือไม่?


9

ฉันกำลังทำงานกับระบบลดการสั่นไหวของเครื่องบินขั้นพื้นฐานในฐานะผู้นำของระบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบ ฉันใช้ salvage Wii Motion Plus และ Nunchuk เพื่อสร้าง IMDO 6DOF เป้าหมายแรกคือการรักษาระดับปีกจากนั้นผสมในคำสั่งของผู้ใช้ ฉันถูกต้องหรือไม่ในการบอกว่านี่ไม่จำเป็นต้องใช้ไจโรซึ่งเป็น accelerometer แกน 3 (2?) ในการตรวจจับพิทช์และม้วนจากนั้นปรับ ailerons และลิฟท์เพื่อชดเชย

ประการที่สองถ้าเราขยายเป้าหมายการออกแบบของฉันจาก "การรักษาระดับปีก" เป็น "การบินในแนวเส้นตรง" (เห็นได้ชัดว่าสองสิ่งที่แตกต่างกันรับลมและความปั่นป่วน) ไจโรกลายเป็นสิ่งจำเป็นตราบเท่าที่ทำได้ ?

ฉันได้พยายามรวมค่าไจโรเพื่อให้ได้ม้วนระยะห่างและการหันเหจากนั้นอย่างไรก็ตาม (ตามหลักฐานจากคำถามนี้) ฉันอยู่ในระดับที่ฉันมีความรู้ในหัวข้อที่ฉันต้องการคณิตศาสตร์ที่ง่ายกว่าในรหัสของฉัน . ขอบคุณสำหรับความช่วยเหลือใด ๆ !


คุณวางแผนที่จะใช้มาตรวัดความเร่งเพื่อวัดทิศทางเมื่อเทียบกับแรงโน้มถ่วงหรือการรวมเข้าด้วยกันเพื่อให้ได้ความเร็วหรือไม่?
Joe Baker

1
@JoeBaker ปฐมนิเทศเทียบกับแรงโน้มถ่วง ในสาระสำคัญเครื่องบินควรจะบินในระดับตัวเองลงไปที่พื้นและทนต่อการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากลม
คริส

คำตอบ:


5

ฉันถูกต้องหรือไม่ในการบอกว่านี่ไม่จำเป็นต้องใช้ไจโรซึ่งเป็น accelerometer แกน 3 (2?) ในการตรวจจับพิทช์และม้วนจากนั้นปรับ ailerons และลิฟท์เพื่อชดเชย

ไม่ตรงกันข้ามก็เป็นจริง accelerometer นั้นแทบจะไร้ประโยชน์ในการตรวจจับการหมุนบนแพลตฟอร์มที่พบว่ามีการเร่งความเร็วที่ไม่รู้จัก ระนาบของคุณจะต้องมีพาหะสองแรงคือแรงโน้มถ่วงและยก + ลาก การยก + การลากจะแตกต่างกันอย่างมากในขณะที่ฟังก์ชั่นของระดับเสียงของเครื่องบิน

แต่นี่เป็นวิธีทั่วไปที่คุณสามารถรู้ได้ว่ามันเป็นไปไม่ได้และคุณสามารถใช้วิธีนี้ในหลายกรณีมากกว่า IMU เซ็นเซอร์หรือชุดเซ็นเซอร์ให้ค่า N คุณไม่สามารถตีความสิ่งนี้เป็นช่องว่างที่มีมากกว่า N มิติ

ตัวอย่างเล็ก ๆ น้อย ๆ : คุณต้องการให้เซ็นเซอร์วัดตำแหน่งของใครบางคนภายในห้อง เครื่องมือค้นหาระยะอัลตราโซนิกเดียวจะเพียงพอหรือไม่ ไม่ตำแหน่งในห้องต้องใช้สองค่า (X, Y) พิกัด แต่เซ็นเซอร์อัลตราโซนิคให้ค่าความยาวเพียงค่าเดียวเท่านั้น ไม่มีวิธีในการตั้งค่าเซ็นเซอร์นี้เพื่อแก้ปัญหาของคุณ แต่ถ้าคุณมีเซ็นเซอร์สองตัวก็อาจเป็นไปได้

ทีนี้ลองดูเครื่องบิน ระนาบที่ไม่เร่งความเร็วขึ้นอยู่กับแรงโน้มถ่วงเดียวเท่านั้น ทิศทางของแรงโน้มถ่วงที่สัมพันธ์กับระนาบเป็นเวกเตอร์ 3 มิติ แต่โชคดี (ถ้าคุณอยู่บนโลก) คุณรู้ขนาดของมัน นั่นคือ 1 ค่าโดยปล่อยให้ไม่ทราบ 2 อันดังนั้นคุณสามารถแยกทฤษฎีออกมาได้ด้วยเครื่องเร่งความเร็วแบบ 2 แกนเพื่อสร้างค่าที่ไม่ทราบ 2 อันและคำนวณเวกเตอร์ของแรงโน้มถ่วง


สิ่งที่เกี่ยวกับเครื่องบินในการบิน แรงโน้มถ่วงและยก + ลากเป็นทั้งเวกเตอร์ 3 มิติให้ตัวเลข 6 ตัว ตกลงคุณรู้ขนาดของแรงโน้มถ่วงดังนั้น 5 ตัวเลข คุณจะต้องใช้เซ็นเซอร์บางชนิดที่ให้ค่าอย่างน้อย 5 ค่า ดังนั้น accelerometer 3 แกนจึงไม่เพียงพอ

ในขณะที่ไจโรทั้ง 3 แกนและ accelerometer 3 แกนนั้นไม่เพียงพอสำหรับพวกเขาเองไจโรจะมีประโยชน์มากกว่า นี่เป็นเพราะมันวัดการหมุนโดยตรงซึ่งเป็นสิ่งที่คุณพยายามควบคุม

มาตรวัดความเร่งจะมีประโยชน์มากกว่าสำหรับการตรวจจับและแก้ไขความเบี่ยงเบนจากการเคลื่อนที่เป็นเส้นตรง


5

ตามชื่อของมาตรความเร่งแสดงถึงคุณวัดความเร่งในระบบของคุณโดยไม่รวมแรงโน้มถ่วง เมื่อเซ็นเซอร์ของคุณหยุดนิ่งคุณจะวัดความเร่งจากแรงที่คุณใช้เพื่อต้านแรงโน้มถ่วง นี่คือวิธีที่คุณสามารถแก้ไขการปฐมนิเทศของคุณกับเวกเตอร์แรงโน้มถ่วง เมื่อเซ็นเซอร์เร่งความเร็วเช่นเดียวกับกรณีที่แรงภายนอกอื่น ๆ (เช่นลม) ถูกนำไปผสมกับแรงต่อต้านแรงโน้มถ่วงและคุณไม่สามารถระบุเวกเตอร์แรงโน้มถ่วงได้อีกต่อไป เมื่อเฉลี่ยเมื่อเวลาผ่านไปคุณสามารถปรับองค์ประกอบการเร่งความเร็วให้ราบรื่นและนี่คือตัวอย่างที่ใช้ใน AHRS เพื่อชดเชยการดริฟท์ไจโร

อย่างมีประสิทธิภาพคุณไม่สามารถแยกความแตกต่างระหว่างยานระดับที่เร่งด้วยลมกระโชกและยานที่เอียง แต่ไม่เร่ง


ขอบคุณฉันจะดูที่! ฉันได้พบตัวกรองฟรีในฟอรัม Arduino ที่ฉันแทรกเนื่องจากฉันไม่มีคณิตศาสตร์เพื่อเขียนโค้ดด้วยตัวเองเราจะดูว่ามันจะเป็นอย่างไร ฉันคิดว่าฉันสามารถทดสอบการบินในวันพรุ่งนี้ ...
คริส
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.