Стабилизация Активная - часть II

Non-conformist> "Дрейф" точки равновесия здесь ни причем, поскольку мой механизм ПОНЯТИЯ не имеет о том, что такое есть равновесие. Его задача - обеспечить равномерную освещенность сенсоров датчика.

Получается, задача ещё сложнее, чем удержать равновесие, потому что его нужно ужерживать, обязательно возвращаясь в исходную точку, под лампу.

При обычной балансировке делаем так: если стержень начал падать, делаем рывок в сторону падения, выравниваем стержень. При этом положение нижней точки стержня стало другое.

А если под лампой, то нужно сделать рывок побольше, чтобы стержень начал падать в обратную сторону, возвращаясь к лампе, а потом в нужный момент сделать рывок назад, чтобы остановить под лампой. Сложновато. Как это сделать аналоговой схемой?

да я ж про это и пишу ! Та схема гелиостата подойдет для направления стержня по датчику света - если стержень закреплен на шарнире или кардане и к нему подключены актуаторы.

Но кто - точнее что - будет решать дополнительную задачу балансирования ??? Она ж не решится сама собой.

И без балансирования получается модель управления ракетой - ведь задача таже - с помощью датчика света отследить отклонения от направления на солнце и с помощью органов управления парировать это отклонение.

К чему тут балансировка просто в толк не возьму ни как.

Serge77> Получается, задача ещё сложнее

Она ГОРАЗДО сложнее потому что предпологается дискретное а не пропорйиональное силовое воздействие.

Сколько я видел проектов и АпНоутов по балансировке везде применяют ШИМ регулирование управляющего воздействия.

и всеже очень советую кардан делать на потенциометрах или связанным с ним - иначе трудно получить данные о процесе регулирования для его модификации и настройки.

Потенциометры можно подключитьк тамеру 555 или сдвоеному 556 и полученую частоту писать на звуковую карту ПК для посл анализа.

А можно потенциометры завести на game порт если он есть. И сразу в компьютере цифровые значения высокой дискретности. Вроде, 4 потенциометра так завести можно.
А уж взять эти значения это пара строк на любом языке, где winapi вызовы есть.

Serge77> А если под лампой, то нужно сделать рывок побольше, чтобы стержень начал падать в обратную сторону, возвращаясь к лампе, а потом в нужный момент сделать рывок назад, чтобы остановить под лампой.

Подумал. Кажется, оно само так и получится. Вот так будет работать:

исходное положение - стержень вертикален, лампа строго над ним, фотодатчик сбалансирован

пусть стержень чуть наклонился, фотодатчик разбалансировался, мотор подвинул тележку до тех пор, пока датчик снова сбалансирован. Но! В этом положении стержень оказывается наклонённым, потому что тележка уехала с начальной точки, а стержень смотрит точно на лампу. Причём наклон точно в сторону первоначального положения, а значит стержень начинает падать в сторону начальной точки, датчик опять разбалансируется, мотор движет тележку назад, к исходной точке.

Похоже?

GOGI> А можно потенциометры завести на game порт если он есть.

дак я уж и советовал просто взять джойстик.

> пусть стержень чуть наклонился, фотодатчик разбалансировался ...
И далее по тексту.

Именно так и я себе представляю этот процесс.


> Она ГОРАЗДО сложнее потому что предпологается дискретное а не пропорйиональное силовое воздействие.

Внимательно перечти статью. Предполагается как раз пропорциональное регулирование:
"По мере уменьшения разницы в длительностях импульсов, вырабатываемых формирователями, будет уменьшаться длительность результирующего импульса, и скорость поворота солнечной батареи плавно замедлится, что обеспечит ее точное позиционирование."
ШИМ в чистом, оригинальном виде.


> Но кто - точнее что - будет решать дополнительную задачу балансирования ??? Она ж не решится сама собой.

Сама собой она не решится, она решится попутно. Ее решение станет побочным продуктом, поскольку механическая обратная связь будет организована соответствующим образом.
В гелиостате механическая обратная связь такова, что фотодатчик выполняет ТОЛЬКО функцию датчика направления, а в моей системе этот датчик, выполняя ту же функцию, ПОПУТНО (вместе с активаторами, сконфигурированными определенным образом) решает еще и задачу балансирования. Сергей хорошо описал сам процесс балансирования - практически слово в слово с моими собственными рассуждениями.
Таков парадокс, существование которого я полон решимости подтвердить экспериментальным образом.

Я бы посоветовал сделать сначала одну тележку, т.е. по сути одну часть твоей конструкции, чтобы проверить саму идею. Конечно, не с карданом, а с одной осью. И с одной парой светодиодов, установленных в ту самую крестовину.

Non-conformist> ШИМ в чистом, оригинальном виде.

дак ты то говорил "туда - сюда" и спрашивал как такое регулирование называется.

Таки говорил. Тогда еще сам не дочитал до этого места.

Сделал сегодня одну телегу и кардан со стержнем.
Сергей, я лучше потом упрощу и перейду на один канал, если что не пойдет - а то я себя знаю: дескать, одноосевое балансируется, значит и двухосевое будет - и все, потух проект.
Насчет датчика - решил для начала полностью скопировать конструкцию из "Истории" - с линзой. Уже подобрал оптику, все получилось готовое: вставляй крестовину с матовым стеклом и фотодиодами - и вперед за орденами.
Картина такая: тонкостенная трубка диам. 12 мм и длиной 30 мм, в один торец завальцована односторонняя выпуклая линза (не знаю, как правильно ее назвать), диам. линзы - около 9 мм. Вырезал кружок из обычной белой бумаги, вставил и немного утопил в свободный торец трубки. Направил это дело на лампу накаливания под потолком - на бумаге отобразился четко очерченный и равномерно освещенный кружок диам. около 3 мм.
Кружок оказался весьма чувствительным к перемещениям трубки относительно источника света - при легком наклоне и даже незначительном параллельном перемещении трубки относительно лампы, он ощутимо сдвигался.
Здесь я тоже надеюсь пойти по пути - не последовательного усложнения, а последовательного УПРОЩЕНИЯ - отсечения всего лишнего. Вполне возможно, что хватит и одной крестовины. Но все же мне кажется, что с линзой будет лучше - вроде бы такая система "ловит зайчик" в гораздо более широком диапазоне углов, чем будет ловить голая крестовина...

Отлично, процесс идёт!
Я вспомнил - такой датчик мы обсуждали для системы управляемого спуска. Например, ИК-прожектор на земле, фотодатчик на ракете управляет парашютом, подтягивая стропы.

Non-conformist> односторонняя выпуклая линза (не знаю, как правильно ее назвать)

наверно плоско-выпуклая.

вот на видео балансирующий робот что-то не очень устойчив - колеблется как выпимши. Robot Magazine - Fall 2006 Issue 04

а вот народ на "балансерах" в крокет играет

Да уж... Хайтек.

***
Если гелиостат сбалансирует маятник - напьюсь. Впрочем, если нет, то, наверное, тоже напьюсь.

Приобрел сегодня два фотодиода на попробу, засунул один в предполагаемую оптическую систему с бумажным кружком (см. выше), дырку с выводами залепил пластилином, подключил тестер, направил на лампу. Все работает четко. Корпус оптической системы по диаметру как раз отлично подходит под четыре ФД 256.

Собрал сегодня две телеги с активаторами "до кучи". Получилось красиво. Все перемещается очень легко, без люфтов. В общей сложности в системе применено шестнадцать миниатюрных шарикоподшипников от списанных приборных двигателеи РД-09: по четыре подшипника ходовых, и еще по четыре - упорных, чтобы исключить поперечные ерзанья тележек при рывках перпендикулярных приводов.

В ближайших планах - фотодатчик. Нужно постараться, чтобы оптическая ось линзы датчика как можно точнее совпала с цт системы... Вроде бы так?

Вообще мысленная "прокачка" всех этих нюансов довольно затруднительна - по крайней мере для меня. Эксперимент, я думаю, сразу расставит все по своим местам... Ну, может не сразу, но по крайней мере все будет весьма наглядно...

Беспокоит меня одна проблема - как не попалить моторы активаторов при первых пробных включениях - у них там говорят никаких муфт не предусмотрено, в крайнем положении заклинит - и капец... Хотя я сомневаюсь, чтобы там не было никаких предохранительных муфт, которые пробуксовывали бы, когда зубчатая рейка штока выходит на упор...

Может в крайних положениях поставить микрики? Раз упёрся, значит всё равно не смог сбалансировать, так можно и выключить.

Ну или сделать схему - ограничитель тока.

А что, разумно! И просто. Но я сначала просто так "вжикну" чуть-чуть. Если все пойдет сразу, то и без микриков обойдемся. А вот если придется подгибать-подгонять, и при этом каждый раз приводы будут норовить "зашкалить" - тогда поставим микрики. Тем более, что есть где ставить!

Механическая часть полностью готова. Оптическая тоже (токарные работы), но надо все окончательно собрать и подстроить фотодиоды. Несколько вопросов назрело по электронике.

1. Ток потребления мотора активатора центрального замка - какие управляющие полевики брать?
2. Нужна схема ограничения тока активатора, вышедшего на упор. Выбор - либо ставить концевики на крайние положения (четыре штуки со всей потребной фурнитурой), либо общую схемку ограничения тока питания активаторов. Последнее вроде как рациональнее...
Припоминаю полевик, включенный в разрыв цепи питания с резистором между затвором и истоком? Или это только маломощные полевики с п-н переходом в такой конфигурации работают? Что посоветуете?

Попытка анализа управления силовой частью схемы.

Обнаружено что-то типа бага, хотя, как можно понять из описания схемы, автор сознательно пошел на это. Сэкономил два резистора.

Итак. Допустим, на выходе DD1.5 имеется высокий уровень. Управляющий транзистор VT1 открывается, притягивает к земле базы силовых транзисторов VT3, VT6 - по п-н переходу Э-Б этих транзисторов начинает течь ток - транзисторы открываются. И вот тут начинается самое интересное: как их ЗАКРЫТЬ? Чтобы их закрыть, на их базах должен быть потенциал не ниже, чем на эмиттерах. А откуда его взять, если эти самые базы НИ С ЧЕМ, кроме как между собой и с голым коллектором VT1 не соединены?
Вопрос: откуда берется запирающий VT3 и VT6 потенциал на их базах, при закрытии VT1?
Имхо базы эти просто остаются подвешенными в воздухе, будучи отсечены от земли высоким сопротивлением закрытого VT1, и не притянуты к питанию.

А в описании схемы любопытно вот это место: "В последнем случае [при замене транзисторов на германиевые] между эмиттерами и базами транзисторов VT3-VT6 следует включить резисторы сопротивлением 1..10 кОм, чтобы предотвратить их случайное открывание вследствие значительного обратного тока".
Имхо эти резисторы В ЛЮБОМ случае следует поставить. А то не по Хоровицу-Хиллу как-то получается...

Ваше мнение?

я помоему выше писал что мост можно сделать на сдвоеных полевиках p и n типа при питании от 6 вольт как на сайте opensrvo.org


чтоб понять "что куда втекает" удобно нарисовать схему в симуляторе и симулировать ее работу.

Non-conformist> Итак. Допустим, на выходе DD1.5 имеется высокий уровень.


вот по твоему вопросу стал смотреть схему!

Ну и какой там нафиг ШИМ ! Если постоянная времени интеграторов R4C4 аж 20 мС !!!
Мост создает аналоговое напряжение на моторе!

Non-conformist> откуда берется запирающий VT3 и VT6 потенциал на их базах, при закрытии VT1?

Наверно автор считает что ток через базу Т3 будет незначительный.

Я вообще не пойму в чем смысл этой схемы ?

Можно у фотодатчикам поставить ОУ (млм компаратор) а его выходом управлять полевым мостом как у openservo.org