Использование твердотельных гироскопов в ракетомоделях

Б.г.>> Ошибка определения нуля на 0,1 градуса в секунду приводит к укрутке данных на 90 градусов за 900 секунд.
Massaraksh> Тогда область применения данной микросхемы подходит разве что ПТУРам.

Посмотрим, посмотрим Притом же, это ещё не худшие представители MEMS гироскопов, упоминавшийся выше MPU-6050 на базе в 15 минут вообще никаких достоверных данных дать не может.
Правда, мы уже купили датчик следующего поколения - ADIS16445, но я что-то боюсь его включать
Есть и другие датчики, которые надо исследовать, например, Murata SCC1330-D02. А от Analog devices - ADXRS646-EP.

Б.г.> Посмотрим, посмотрим

У меня на мемсов уже давно пессимизм!
Крайне далеки они от возможности вывода спутника с "закрытыми глазами".
На мой взгляд!

Вот на временах в доли секунды — ага!

Б.г.> Ошибка определения нуля на 0,1 градуса в секунду приводит к укрутке данных на 90 градусов за 900 секунд.
Б.г.> Правда, мы уже купили датчик следующего поколения - ADIS16445
То есть, будет 4.5° за 15 минут. Это приемлемо?

Б.г.>> Ошибка определения нуля на 0,1 градуса в секунду приводит к укрутке данных на 90 градусов за 900 секунд.
Б.г.>> Правда, мы уже купили датчик следующего поколения - ADIS16445
Massaraksh> То есть, будет 4.5° за 15 минут. Это приемлемо?
Нет, во-первых, мне продержаться нужно до коррекции 300 секунд. Это 5 минут, а не 15.
Во-вторых, алгоритм определения нуля уже сейчас даёт ошибку не хуже 0,5 кванта (там отсчёты усредняются попарно, поэтому 0,5). Хотя и это много, для ADIS16300 в нынешнем режиме это 1/80 градуса в секунду, или 3,75 градуса за 300 секунд.
А у ADIS16445 кванты в 5 раз мельче, и можно надеяться на пропорциональное уменьшение ошибки нуля, правда, определение нуля будет длиться 80 секунд вместо 30, но нам не жалко Стабильнее он ровно в 2 раза, и т.д.
Баллистическое моделирование показывает, что, с коррекцией по солнцу после 300 секунд полёта, можно добиться разброса высот перигея в диапазоне не хуже ±20 км (это 3 сигма).

Б.г.> Нет, LSB угловой скорости. 1 LSB - 1/40 градуса в секунду. Градусов поворота при таком уходе нуля за 15 минут выходит совершенно чудовищное количество

А чего ты хочешь? Он же на самом деле никакой вообще не гироскоп, а акселерометр.
Ошибки при интегрировании накапливаются и превед.

(хм, может зашумление сигнала улучшит ситуацию?)

Б.г.>> Нет, LSB угловой скорости. 1 LSB - 1/40 градуса в секунду. Градусов поворота при таком уходе нуля за 15 минут выходит совершенно чудовищное количество
Sandro> А чего ты хочешь? Он же на самом деле никакой вообще не гироскоп, а акселерометр.

Ну, он, всё же, не акселерометр, а датчик угловой скорости Волоконно-оптические гироскопы, да и большинство нетрадиционных датчиков тоже работают, только как датчики угловой скорости, и для получения из них углов надо интегрировать.

Sandro> Ошибки при интегрировании накапливаются и превед.

Ну, белый шум при интегрировании уменьшается, если его среднее равно нулю а иначе этим датчиков вообще нельзя было бы пользоваться

Sandro> (хм, может зашумление сигнала улучшит ситуацию?)

Куда его уж дальше зашумлять? Наоборот, чтобы на графике температурной коррекции можно было бы что-то разглялдеть, я применил к угловой скорости скользящее среднее на 1000 сэмплов (т.е. ФНЧ с частотой среза 0,4 Гц)

Б.г.>...
А сайт у вашей группы сейчас есть?

Xan> Плотность у Прогресса (кг массы / м2 сечения) примерно такая же, как у МКС.

Нет, отчего же? У Прогресса она сильно больше. Солнечные батареи у него маленькие, а баки, наоборот, большие. Все его грузы упакованы в 8 кубометров (и это и то, что в отсеке дозаправки, и то, что в герметичном грузовом отсеке).

А у станции солнечные батареи размахом больше, чем крылья у Боинга-747. И их, пардон, 4 штуки. Да и баков внутри не так уж много - только в модуле "Звезда", все остальные модули - в основном, гермообъём.

Ферма, опять же, несущая солнечные батареи, относительно лёгкая, для такого размера...

Xan> Летает он на 200 км ниже, чем у МКС, плотность атмосферы там примерно в 140 раз выше.
Xan> Тормозиться он должен гораздо сильнее.
Xan> Вопрос:
Xan> Почему в tle у них BSTAR почти равны?
Xan> Они ж должны отличаться на пару порядков?

Б.г.>>...
Massaraksh> А сайт у вашей группы сейчас есть?

заходите, милости просим!

Б.г.> Частная космическая компания ООО Лин Индастриал
Б.г.> заходите, милости просим!
Посмотрел. Дай-то бог!
А когда по плану первый результат в виде запуска?
И, производственная база у вас есть?

Б.г.>> Частная космическая компания ООО Лин Индастриал
Б.г.>> заходите, милости просим!
Massaraksh> Посмотрел. Дай-то бог!
Massaraksh> А когда по плану первый результат в виде запуска?
ээээ... мнээээ... это зависит от финансирования, но, вообще, вопрос к Лину
Massaraksh> И, производственная база у вас есть?
нет, аутсорсим, всё, что можно. Но партнёров уже нашли по многим вещам.

Xan>> Плотность у Прогресса (кг массы / м2 сечения) примерно такая же, как у МКС.
Б.г.> Нет, отчего же? У Прогресса она сильно больше.

Нет.
У МКС примерно 250 кг/м2
У Прогресса около 450, если он кувыркается.
А если солнечные растопырены, то почти одинаково.
Ну, не на два же порядка разница.

Остаётся вопрос:

Xan>> Почему в tle у них BSTAR почти равны?

Xan>>> Плотность у Прогресса (кг массы / м2 сечения) примерно такая же, как у МКС.
Б.г.>> Нет, отчего же? У Прогресса она сильно больше.
Xan> Нет.
Xan> У МКС примерно 250 кг/м2

Как это ты насчитал? площадь только батарей уже 2400 квадратных метров, думаю, что вся остальная станция добавляет ещё половину этого значения. при суммарной площади проекции в 3600 квадратных метров получается в 2 раза меньше - 115 кг/м2

Xan> У Прогресса около 450, если он кувыркается.

смотря как кувыркается ну, ладно, если брать среднее за один кувырок, получается около 550 кг/м2.

Xan> Остаётся вопрос:
Xan>>> Почему в tle у них BSTAR почти равны?

Видать, микроатмосфера вокруг станции взаимодействует с земной атмосферой, увеличивая, таким образом, эффективную площадь станции.

Xan>> У МКС примерно 250 кг/м2
Б.г.> Как это ты насчитал? площадь только батарей уже 2400 квадратных метров, думаю, что вся остальная станция добавляет ещё половину этого значения. при суммарной площади проекции в 3600 квадратных метров получается в 2 раза меньше - 115 кг/м2

Батареи постоянно стараются повернуть параллельно движению, так что они не сильно цепляются за воздух. Отсюда и 250 кг/м2.

Xan>> У Прогресса около 450, если он кувыркается.
Б.г.> смотря как кувыркается ну, ладно, если брать среднее за один кувырок, получается около 550 кг/м2.

Даже если взять твои цифры, всё равно разница должна быть два порядка.

Б.г.> Видать, микроатмосфера вокруг станции взаимодействует с земной атмосферой, увеличивая, таким образом, эффективную площадь станции.

Да откуда там "микроатмосфера"?
Там длина свободного пробега 20 км.
Ну и теоретическое торможение соответствует фактическому. (Средней солнечной активности.)

С BSTAR что-то мне непонятное, для некоторых низких спутников он большой — правильный, а для других маленький.
Возможно, для эллиптических он получается неправильный.
Для Прогресса плотность меняется в 3...4 раза за виток.
Но вот кто бы мне объяснил бы!

Б.г.>> Занимаюсь термокомпенсацией.
С термокомпенсацией покончено - корреляция удовлетворительная, ни плохая, ни хорошая, но в целом закон построился. Надо будет его теперь для температур ниже 10 градусов проверить.
Теперь строю компенсацию ускорения. И тут вдруг корреляция между разными опытами значительно хуже, чем мне помнилось по первым попыткам!
Сегодня снял 2 десятка серий, благо, они гораздо короче, чем для температурных зависимостей. Но корреляция неважная. Буду искать наиболее подходящие коэффициенты.
MEMS, конечно, плохой датчик. Но и с ним можно работать. Особенно, если поставить их с избытком, и через ковариацию и фильтр Калмана убирать противоречия.
Вначале я думал по-тупому поставить на каждую ось три гироскопа и усреднять. Но теперь, отчасти вкурив умные идеи, понимаю, что их надо направить в вершины икосаэдра - тогда поворот по любому из трёх эйлеровых углов будет регистрироваться минимум восемью гироскопами из девяти. При этом выход из строя любого одного равномерно ухудшит точность измерений по всем трём осям, но незначительно.
вот только математика получается не для AVR-ки, но я уже давно понял, что придётся переходить на Cortex-M4, не меньше...

Б.г.> вот только математика получается не для AVR-ки
Памяти не хватит? Или быстродействия?

Б.г.>> вот только математика получается не для AVR-ки
Massaraksh> Памяти не хватит? Или быстродействия?

И того, и другого! считать придётся в плавучке. И матрицами, матрицами!

Б.г.>что придётся переходить на Cortex-M4
F
Но, вообще, я думаю, хватит любого современного АРМ с сопроцессором.

Б.г.> Снял ещё несколько серий - то большое расхождение, как раз, было случайным, неудачно гироскоп удрейфовал, а вот типичным является 18 плюс-минус 2 градуса:

Попробовал сделать компенсацию "же". Но на неё удаётся списать только 3 градуса из 18. Или я где-то прокалываюсь с алгоритмом, или уже шарики за ролики зашли.
Измеренная чувствительность гироскопа к линейному ускорению составила 4,8 LSB/g, что несколько превышает "типовое" по даташиту 4 LSB/g, но, по идее, не радикально.

Б.г.> И того, и другого! считать придётся в плавучке. И матрицами, матрицами!

Я свою гироскопную арифметику попробовал в плавающей 32 бита — даже на небольшой скорости и с тормозами легко получается 400 вычислений в секунду.
Это у 16-битного пика с софтовой плавучкой.

Б.г.> Или я где-то прокалываюсь с алгоритмом, или уже шарики за ролики зашли.

Ты сразу в МК считаешь?
На мой взгляд, на первом этапе надо гнать первичные данные на комп, и там считать.
Потому что на компе считать удобнее, и потому что можно повторить счёт с теми же данными.
А на втором этапе считать и в МК, и в компе. И сравнивать с компом, насколько МК ошибается.
И только перед самым стартом комп отключать.

Б.г.>> Или я где-то прокалываюсь с алгоритмом, или уже шарики за ролики зашли.

Похоже, прокалываюсь с алгоритмом.

Xan> Ты сразу в МК считаешь?

И в МК, и в экселе проверяю.

Xan> На мой взгляд, на первом этапе надо гнать первичные данные на комп, и там считать.

Да, я тоже так считаю, проблема в том, что ВСЕ сырые данные на 115200 по ком-порту не пропихиваются приходится их немножечко готовить.

Xan> А на втором этапе считать и в МК, и в компе. И сравнивать с компом, насколько МК ошибается.
Xan> И только перед самым стартом комп отключать.

Вот я сейчас ручками увеличил корректор в 4 раза, по сравнению с предыдущим рассчитанным значением, и сразу обнаружилось неплохое совпадение.

4 раза - это очень похоже на что-то, забытое в алгоритме.
P.S. я нечаянно не корректор увеличил в 4 раза, а угол расхождения уменьшил в 4 раза, по оси ординат для получения градусов надо мысленно множить на 4

Б.г.> Да, я тоже так считаю, проблема в том, что ВСЕ сырые данные на 115200 по ком-порту не пропихиваются

Я внезапно обнаружил, что FT232 умеет 230400.
А так же 460800, и 921600.
Это так винда говорит.
Обрадовался, теперь буду использовать!

Это в отличие от натурального компорта, который у меня только до 128000.

Б.г.> Да, я тоже так считаю, проблема в том, что ВСЕ сырые данные на 115200 по ком-порту не пропихиваются приходится их немножечко готовить.
На SD-диск можно.

Б.г.>> Да, я тоже так считаю, проблема в том, что ВСЕ сырые данные на 115200 по ком-порту не пропихиваются
Xan> Я внезапно обнаружил, что FT232 умеет 230400.
Xan> А так же 460800, и 921600.
Xan> Это так винда говорит.
Xan> Обрадовался, теперь буду использовать!
Xan> Это в отличие от натурального компорта, который у меня только до 128000.

Попробовал. Не работает. Я когда-то давно читал, что надо для этого виндовый драйвер менять.
Она это говорит и про другие ком-порты. У меня сейчас в десктопе два воткнуты прямо в PCI-E, и два в USB, один на PL2303, и один на FT232. Ни один не вяжется на 230400, больше я на ATMega8 сейчас сделать не могу. У меня на ней кварц 18432000 Гц, для получения 230400 делитель равен 5. Вроде там где-то есть режим удвоения, и теоретически можно сделать 460800, но, я думаю, нет смысла...