Стабилизация Активная - часть II

Сергей, удали, если можешь.

Сергей, удали, если можешь.

Спасибо. Все прошло нормально; супруга более-менее в норме.

Итак, мы снова вместе, и нам многое нужно успеть в этой жизни.
В свободное время я "прокачивал" проект, и вот что надумалось: надо предусмотреть возможность надеть на стержень (в случае необходимости) груз-втулку, которую можно было бы чуть сдвигать вверх-вниз, изменяя тем самым положение центра тяжести механической системы. Рабочее положение втулки, по-видимому, будет возле верхнего конца стержня, сразу под датчиком. Стержень видится мне, судя по всему, легкой трубкой; втулка - потяжелее. В разумных пределах. Т.е. так оно и получится - маятник, только перевернутый.

Non-conformist> так оно и получится - маятник, только перевернутый.

ну тогда тебе нужна самая дешовая игрушка с элетромоторм и нескользкими колесами - у нас такая примерно 3 бакса стоит. Она и будет взад впереж ездить балансируя стержень.

Если нужна вертикальто Стержень прицепить прямо на ось хорошего переменника - он будет датчиком положения.

Не обязательно делать на МК - можно тонкими проводками подключить к ПК и питать по ним же. Но я конечно за МК.

> самая дешевая игрушка

Самая дешевая игрушка - бесплатная. Кореш мой как раз собрался центральный замок ставить - в наличии есть четыре условно бесплатных активатора. Собственно, я про них и заговорил на форуме после того, как увидел их у него в гараже. Уже с ним договорился.
Игрушка тоже прикольно, только по времени реакции она активатору конкуренцию имхо не составит... Не знаю, в общем - активатор в руках я держал, а игрушку - нет, поэтому рассуждать не буду. Тот же вообще не ездит, а считай стреляет.

> Не обязательно делать на МК - можно тонкими проводками подключить к ПК
Я тоже, конечно, за МК. Но это потом, а сперва - два корпуса логики общего применения 561 серии, два КТ315 + четыре полевика на управление движком активатора; плюс второй канал точно такой же. Чтобы народ завести.

В приложении - схема-прототип. Сначала, наверное, буду делать на фотодиодах, а потом, если все получится с механикой, буду пробовать СВЕТОдиоды. Если это будет возможно. Кстати, изменяют ли светодиоды свое СОПРОТИВЛЕНИЕ в зависимости от освещения? Или со светодиодами там все по-другому делать надо будет?

два таких гелиостата и вот вам управление двумя парами стабилизаторов.

=======

Приводы нужно питать пониженым напряжением - наверно как модели 4 аккума по 1.2 вольта достаточно. А то от 12 вольт они не долго протянут ИМХО.

полевики удобно взять сдвоеные типа irf7307 и мосты сделать по схеме openservo.org

а если МК - то выход частоты нужно подключить к точке (4) а входы АЦП подключить к (11) и (13) или на копаратор их завести. Мост подключить как на сайте выше.

Советую схему рисовать в PROTEUS чтоб смоделировать можно было.

На ракете наверно фотодиоды нужно направить в разные стороны под 20-40 градусов примерно от оси ракеты и тогда она будет стабилизироваться на яркий свет не парируя вращение вокруг оси.

> управление двумя парами стабилизаторов
Ну, до этого имхо далековато, но если делать, так уж сразу увт, а не аэродинамику. Мда, прожекты...
Фиг его знает, мне сейчас видится, что вроде бы нет особых препятствий приспособить эту схему к ракете ... Надо быстрее модель делать - этот самый маятник. Многое прояснится. Я через неделю в отпуск ухожу, и за эту неделю надеюсь скомпоновать механику - тележки, подставку, маятник со втулкой, крестовину на датчик. Завтра активаторы заберу.

не пойму только куда тут тележка ? вроде только привод и качающийся стержень ?

и вместо крестовины по моему можно просто светоприемники в разнуе стороны направить.

Я уже описывал задуманное устройство. Еще раз: там будет ДВА привода. На штоке первого привода укреплен второй привод, под прямым углом к первому. А уже к штоку этого второго привода прикреплена станинка, на которую ставим стержень. Первый привод управляется первым каналом, второй (перпендикулярный первому) - вторым каналом.
Таким образом станинка имеет две степени свободы в горизонтальной плоскости, и может занимать любое положение в пределах некоторого квадрата, стороны которого ограничены крайними положениями штоков приводов - и, таким образом, ловить равновесие стержня с грузом наверху (а точнее - искать точку равномерного освещения четырех светодиодов, укрепленных на его верхнем конце).
Тележки (две штуки) нужны для того, чтобы РАЗГРУЗИТЬ штоки приводов (активаторов), т.к. они хлипкие, пластмассовые. Без тележек получится, что на штоке первого активатора будет висеть вся масса маятника со станинкой + масса второго активатора... Во вложении прилагаю эскиз механической части устройства.
Насчет конструкции датчика - сперва сделаю, как описывает автор. Заработает - будем экспериментировать дальше. Однако все же думаю, что направленность светодиодов недостаточно остра для предлагаемой тобой конструкции. Крестовина представляется мне более простым и надежным решением... Пока.

Если говорить о светодиодах с круглым верхом, то направление на солнце они чувствуют довольно остро, напряжение сильно падает при небольших отклонениях. Поэтому идея Термостата должна сработать.

т.е. ты сразу делаешь полную систему с двумя осями (плоскостями) регулирования.

Хорошо. Но нафига тебе сюда балансирование впутывать ? ни как не пойму.

Пусть стержень установлен на неподвижном основании на шаровом шарнире, на высоте 5 см к нему подсоединены два актуатора под 90 градусов друг к другу - вот они и управляют положением стержня.

Можно сделать опору стержня в виде кардана из гнутых металич пластин или уголков на осях двух потенциометров - они будут и держать конструкцию и давать обратную связь по положению стержня для анализа динамики регулирования в случае нужды.

т.е. стержень будет как ручка джойстика, кстати можно и взяь джойстик для этой цели как готовую платформу.

=======

Но я уверен что проверить идею и отладить алгоритм можно и на 1 оси с одним приводом, это проще для эксперементирования изготовления и доводки.

по поводу светоприемников - можно взять не 4 штуки а составить 4 кластера по 3-4 штуки. Если их купить в одной ленте то наверняка они будут близки по параметрам, а их случайное распределение в кластеры даст близкие параметры чувствительности 4-х осей без калибровки.

Кроме того кластеры снизят влияние неточности монтажа отдельных светоприемников.

Как основание для них нужна 4 гранная пирамидка довольно низкая относительно ширины.

> Но нафига тебе сюда балансирование впутывать ?

То есть? Балансирование НЕЗАКРЕПЛЕННОГО стержня - прообраз, аллегория увт. По моему убеждению, перевернутым маятником можно с хорошей степенью приближения смоделировать поведение ракеты на активном участке полета. Я думаю, что при достаточном ходе штоков приводов можно провести даже натурные испытания, где для имитации ускорения, сообщаемого ракете двигателем, ракета нагружается дополнительным грузом, массу которого можно рассчитать довольно просто - ведь параметры двигателя известны. Горизонтальные перемещения платформы тоже, я надеюсь, можно рассчетным путем перевести в углы отклонения вектора тяги.
Но все это, если и будет, то будет ПОСЛЕ того, как заработает система, изображенная мной на рисунке - это и есть моя "программа малых шагов".
Но я хочу сказать, что если сработает то, что я задумал - я УЖЕ буду счастлив, безо всяких увт.
По поводу джойстика и кардана - всяк видит предмет по-своему, и это вполне нормально, я думаю. Я полагаю, что стержень должен быть ВООБЩЕ незакреплен, ты так не думаешь... Ну давай я сначала сделаю так, как Я это вижу, а потом уже - как ты предлагаешь. Кстати, если мы будем двигаться параллельно, то дело, по-моему, от этого только выиграет!

Мне кажется это очень крупный шаг и трудный соответственно.

======
Я вот подумал - обсуждаемый светоприемник по сути является датчиком направления на яркий свет - например на солнце.

Если разместить сбоку ракеты два таких датчика разнесенных по оси ракеты и если направление на солнце будет состовлять угол с осью ракеты (от 20 до 70 градусов примерно) то можно полностью стабилизировать ракету.

termostat> Если разместить сбоку ракеты два таких датчика разнесенных по оси ракеты и если направление на солнце будет состовлять угол с осью ракеты (от 20 до 70 градусов примерно) то можно полностью стабилизировать ракету.

Нельзя.

Электронное оборудование ракет - БРЭО, часть XI [Serge77#25.08.06 23:13]
Электронное оборудование ракет - БРЭО, часть XI [Serge77#25.08.06 23:47]

> Мне кажется это очень крупный шаг и трудный соответственно.

Если ты про ракету - полностью с тобой согласен. Но если говорить о моем рисунке, то я это буквально вижу в металле, и уже знаю, как конкретно я буду это делать. Дело за малым.

> разнесенных по оси ракеты

Имхо углы направления на Солнце этих двух датчиков будут равны. Т.е. разница между ними будет исчезающе малой - нашим ДАТЧИКОМ ее не уловишь.
Нет, мне кажется, что лететь надо прямо на Солнце... А звучит - правда? Я в том смысле, что лететь в зенит на этих датчиках, к БОЛЬШОМУ сожалению, все-таки нереально. Нужны гироскопы - со всеми вытекающими... Дорого все это.

Non-conformist> я это буквально вижу в металле, и уже знаю, как конкретно я буду это делать.

да механика то простая - дощечки шурупчики... я про алгоритм который мне не кажется простым.


Non-conformist> углы направления на Солнце этих двух датчиков будут равны. Т.е. разница между ними будет исчезающе малой

Да я понимаю что лучи солнца можно считать параллельными. Я не учел что вращение вокруг оси параллельной им нельзя так уловить, хотя это много раз уже говорили на форуме.


Non-conformist> лететь в зенит на этих датчиках, к БОЛЬШОМУ сожалению, все-таки нереально. Нужны гироскопы - со всеми вытекающими... Дорого все это.

ты про нестабильность вокруг продольной оси ? тогда 1 гиро нужен.

кстати а малого хода актуаторов хватит для балансировки ? сомневаюсь.
Вот для направления на свет хватит точно.

termostat> лучи солнца можно считать параллельными. Я не учел что вращение вокруг оси параллельной им нельзя так уловить

А вот если добавить один дешёвый магнитный датчик, то уже можно получить направление в пространстве.

я как раз только что читал про электронные компасы филипс и хонейвел

> а малого хода актуаторов хватит для балансировки

Думал. Хватит. Надо подобрать длину стержня, положение центра тяжести и высоту перегородки-крестовины. И все должно получиться. Это еще должно зависить от скорости регулировки - тут у активаторов вроде все в полном порядке...


> ты про нестабильность вокруг продольной оси

Только что лежал, и думал о том, что кардан-таки необходим - и именно из-за того, что оси датчика (оси фотодиодных пар) в случае свободной установки стержня в выемку на станинке не будут жестко привязаны к осям активаторов! Стержень из-за рывков активаторов будет проворачиваться в этой выемке вокруг своей ПРОДОЛЬНОЙ ОСИ, и в один прекрасный момент окажется, что ось пары "Х" датчика развернется по направлению к оси активатора "Y" настолько, что сигнал, снимаемый с этой пары уже впору будет подавать на этот "новый активатор Х" - но провода-то перекидывать в процессе работы не будешь! Так вроде бы получается?
Поэтому маятник на станинке, наверное, будем крепить посредством карданной подвески, а не просто вставлять его в выемку. Тем самым мы жестко привяжем оси датчика к осям исполнительных механизмов.
Надо сказать, что такая доработка ни в коей мере не умаляет "ракетной ценности" эксперимента - ведь в ракете координатная система машинок тоже будет жестко связана с координатной системой датчика...
Эскиз прилагаю.

Забрал два активатора - договорился на месяц. Да, ход совсем небольшой - миллиметров 20 .. 25. Но это не играет роли - просто маятник будет поменьше, а перегородка повыше.
Это и круче! Стержень длиной, скажем, метр, можно вполне сбалансировать вручную, на пальце - но попробуйте проделать то же с карандашом!

Non-conformist> Стержень длиной, скажем, метр, можно вполне сбалансировать вручную, на пальце - но попробуйте сделать то же с карандашом!

Чтобы выяснить, хватит ли хода машинок, можно провести простой эксперимент. Попробуй сбалансировать предполагаемый стержень вручную, просто на пальце, и посмотри, какой ход "машинок" получается с использованием биосуперкомпьютера. Заметь, насколько дрейфует точка балансировки от исходной.

У "биосуперкомпьютера" для таких задач слишком медленная реакция имхо. Задача этого "компьютера" - не балансировать карандаши вручную, а изобретать МЕХАНИЗМЫ для решения подобных задач. "Дрейф" точки равновесия здесь ни при чем, поскольку мой механизм ПОНЯТИЯ не имеет о том, что такое есть равновесие. Его задача - обеспечить равномерную освещенность сенсоров датчика. Точка.
Намек ясен - вызов принят. Посмотрим, чем дело закончится.