Использование твердотельных гироскопов в ракетомоделях

Б.г.> Не бывает абсолютной скорости ...

Ну, давай не будем забегать на философий, очевидно не это обсуждается здесь. Мы обсуждаем идею - преимущества, недостатки, проблемы - решения.

Как -VMK- отметил, акселерометры уже были использованы в некоторых любительских бортовой компьютеров как главных датчиков для обнаружения апогея. Очевидно этот метод имеет преимущества перед барометрический датчиков.

Давайте не уволить идею просто потому что это сложно или метод отличается от того, что мы привыкли делать и сосредоточиться на том, как решать проблемы, которые он ставит перед нами.

Б.г.> ... но это фильтр всего лишь первого порядка, поэтому его недостаточно при расчёте апогея. Должны быть другие защитные алгоритмы.

Конечно, но это верно также для барометрического датчика.

Это вопрос - какое влияние имеет шума в алгоритме принятия решений, какие фильтры и их реализация будет подходящим для этого метода и на сколько вычислительных мощностей фильтрами будет нужно.

Б.г.>> Не бывает абсолютной скорости ...
pinko> Ну, давай не будем забегать на философий,
Какая философия ето принцип относителности и какая у тебя проблема, според меня она толко одна, ракетки в воздухе в теме про полетов не вижу толко теоретическое пробормотание какой то апогей пфуй ето даже не система управления тяги:)

RocKI> К тому же это не имеет значения. В момент "взрыва" возникло пространство и материя. И эта материя движется от "центра взрыва", т.е. той точки о которой речь.

Любую точку вселенной можно считать центром большого взрыва.

Б.г.> Иначе размер вселенной должен был бы быть равен скорости света, умноженной на её возраст. И, поскольку вряд ли мы точно в центре, с одной стороны видели бы край вселенной

Радиус наблюдаемой вселенной как раз и равен скорости света на ее возраст, а что за радиусом - хз, никто не знает

Xan> О возможности использовании 1D акселерометра для определения апогея:
Xan> (Отважным Изобретателям Грузика посвящается! [Xan#24.06.15 17:02])
Xan> Картинки: красным — ускорение вдоль оси, синим — интегрированная скорость, жёлтым — высота.

Я думаю, что ты сделал ошибку! Ты интегровал скорость, но не суммироваеш ее к предыдущей расчета скоросте, так что ты смотриш на моментальной скорости, а надо смотреть на относительной скорости. ...

Теперь, чтобы перейти от теории к практическому аспекту - это расчет я сделал в Екселе с данными из реального полета.

Это высота и ускорение от БРЭО, ±120g акселерометр и барометрической датчик, интервал данных 50 мс:


Здесь синяя линия представляет скорость как производные на изменении высоты от барометрического датчика. Красная линия представляет скорость от интеграции ускорения. Высота вычисляется на основе барометрического датчика.


Как можно увидеть точку минимальной скорости совпадает с апогеем!

Если вы хотите, то вы можете отправить мне данные реальных полетов из ваших БРЕО так что я могу рассчитывать данные, используя свой алгоритм каторой основанный на идее Саши - так что мы можем увидеть, если это надежный алгоритм.

Pinko

pinko> Я думаю, что ты сделал ошибку!

Мне было интересно, можно ли торможение в воздухе использовать для определения положения.
Потому что ракета может лететь почти горизонтально, и в этом случае надо открывать парашют раньше.
Получилась фигня.

Если из показаний акселерометра вычитать g, то для вертикального полёта интегрирование ускорение получится просто как таймер: он "взводится" набранной скоростью, а потом "тикает" в обратном направлении до нуля.

Отклонение траектории от вертикали смещает точку нулевой скорости в момент после апогея.
А сопротивление воздуха в момент до апогея.
Картинки с сопротивление воздуха, почти вертикальная, и сильно наклонная:

---

Несколько лет назад я предлагал "грузик, пружинку и вязкую жидкость".
Такое устройство как раз чисто механически интегрировало бы осевое ускорение.
Можно было бы даже на простом контакте сделать срабатывание, без электроники.
Но мне тогда лень было считать что будет, если ракета полетит сильно наклонно.

Xan> Потому что ракета может лететь почти горизонтально, и в этом случае надо открывать парашют раньше....
Xan> Но мне тогда лень было считать что будет, если ракета полетит сильно наклонно.

Да, это верно. Я уже отметил это как недостаток несколько сообщений назад. Вопрос в том, на сколько рано или поздно апогей будет обнаружен в отношении реальный апогеем и к углу? Я надо сделать симуляции, чтобы увидеть отклонение времени.

Xan> Если из показаний акселерометра вычитать g, то для вертикального полёта интегрирование ускорение получится просто как таймер: он "взводится" набранной скоростью, а потом "тикает" в обратном направлении до нуля.

Этот "Таймер" является фактическая скорость ракеты. Она не надо быть нулю - просто надо искат ее минимума после старта, потому что первая точка с минимальным реальной скорости после старта, является апогеея (при условии, что полет не по горизонтали или широкой параболы).

Pinko

pinko> Как можно увидеть точку минимальной скорости совпадает с апогеем!
Да особено в граничного случая горизонталного полета очен совпадает, значит я стреляю горизонтално из ружя в апогеем минималной скорости и потом пуля ускоряется , тогда зачем мне ружьо когда пуля ускоряется вглавно вне его:)Разходимост обусловляется болшой величиной горизонталной скорости.В апогей ета скорост может бъйт очен болшая потом сопротивление воздуха может ее бъйстро "убит", а земное ускорение еше не успело повъйсит заметно вертикалной компонент и так получаем минимум после апогея.Ета разница тем болшая чем болше горизонталнъй компонент скорости в точке апогея.А и Хан говорит чепухи -если "А сопротивление воздуха в момент до апогея."
Если воздуха не бъйло тогда горизонталная составляюющая вектора константа и минималной скорости всегда в точке апогея когда вертикалная компонента равна нулю.Так что именно сопротивлением воздуха делает точкой минималной скорост после апогеем когда силно уменшает горизонталной компонентой,а вертикалная еше не смогла достаточно возрасти от земного ускорения:)

pinko>(при условии, что полет не по горизонтали или широкой параболы).
Ага. И ещё, например, при условии, что ракету не перевернуло порывом ветра.

Massaraksh> Ага. И ещё, например, при условии, что ракету не перевернуло порывом ветра.

Это как?

Так что етими акселерометрами и барометрами чисто теоретически точку минималной скорости не сможет найти никто.Для ее нахождения нужен толко датчик скорости относително воздуха и по его показания после приземления ракетки можно ее определит потому что сам датчик етого не сможет сделат или..сможет когда регистрирует что скорост начинает повъйшатся.Но паращют все таки будет разкръйт после точкой минималной скорости

pinko> И это будет переместить точку обнаружения апогее до или после фактического апогея. Насколько важная этоя ошибка будет вопрос расчета.

Основное условие срабатывания системы спасения - это именно минимум скорости, а не высотный апогей. Если минимума нет или его сложно найти, то такую ракету не спасать нужно, а уничтожать.

Чем ниже будет скорость на момент выброса парашюта, тем выше вероятность успешного спасения ракеты.

Как уничтожит 1-2 и болше килограмовъй сталнъй самовар? Миниядернъйм взръйвом? Он с 200 метров или ниже и верблюд убьот не говоря о человеке:)Ето сложнее целая конструкция ракетки любителского типа:)Иначе бумажка легко зажигаеш спора нет, можно помежду 3 и 4 том слоем ставит слой пороха или что то похожего и активироват простъйм таймером если нос на месте после разчет разумеется с запасоом несколко секунд:)
П.с. Да, нос может и не бъйт на месте но и парашут может бъйт летает где то вдали в небо -надо изобретит датчик которъй бъй "знал" откръйлся ли штатно парашют или нет.
П.П.С. Иначе датчик минималной скорости может бъйт простая трубка с поршен на пружиной, електроника програмируется чтобъй "не замечала" показания контактов пружиной за время работъй двигателя.Потом на нее давит толко встречний воздух -если давление упадет ниже какого то предела (скорост спрямо воздуха упала под прага) дает контакт и бум параш'т разкръйвается.Если не упадет-таймер взръйвает ракетку в воздухе:)Ето просто так на прима виста, может бъйт и идеи намного лучше.Например трубка Вентури и тогда можно скорост воздуха перевратит в показания давления.
П.П.П.С. В общем то надо "болшие" рактки запускат в пустъйне где в радиусе хоризонталнего полета ракетки бъйли толко змеи иначе риск все таки ест.Даже для моей смешной ракетке весом полкилограма без топливо разчет показал что и шлем или каска для солдат не помогла если удар бъйл по голове:)
П.П.П.С Если у тебе нет ничего сказать на эту тему, пожалуйста прекрати спамить этот раздел.
Я тебе сказал но у тебя нет елементарнъйх познаниях физики так что продолжай изобретат "грузик"

SashaMaks> Основное условие срабатывания системы спасения - это именно минимум скорости, а не высотный апогей.

Саша, да ето правда, но загвоздка в том, что если полет по горизонтали или широкой параболы, расчетная минимальная скорость будет в другом времени по сравнению с реальной минимальной скорости.

Ето потому, что гравитационной компонент в измерении акселерометром изменится со временем и наклоном. А именно это изменение гравитационного компонента добавляет ошибку к расчетная скорость, когда мы интегрируем ускорение.

Saturn5> Как уничтожит 1-2 и болше килограмовъй сталнъй самовар? Миниядернъйм взръйвом? Он с 200 метров или ниже и верблюд убьот не говоря о человеке...
Если у тебе нет ничего сказать на эту тему, пожалуйста прекрати спамить этот раздел.

pinko> Саша, да ето правда, но загвоздка в том, что если полет по горизонтали или широкой параболы, расчетная минимальная скорость будет в другом времени по сравнению с реальной минимальной скорости.

При том временном отклонении, что возможно между расчётной скоростью и действительной, разница будет незначительна.

pinko> Вопрос в том, на сколько рано или поздно апогей будет обнаружен в отношении реальный апогеем и к углу? Я надо сделать симуляции, чтобы увидеть отклонение времени.

Предполагая, что время работы двигателя относительно маленькое.
И сопротивление воздуха тоже.
Время полёта ракеты по параболе:

t = 2 * vy / g

vy = v * cos(theta) — вертикальная компонента вектора скорости.

А время работы "таймера" такое:

t0 = v / g

Отсюда легко догадаться, что если угол от вертикали 60 градусов, то таймер сработает в конце параболы.

Xan> Время полёта ракеты по параболе:
Xan> t = 2 * vy / g
Xan> vy = v * cos(theta) — вертикальная компонента вектора скорости.
Xan> А время работы "таймера" такое:
Xan> t0 = v / g
Xan> Отсюда легко догадаться, что если угол от вертикали 60 градусов, то таймер сработает в конце параболы.

Давайте здесь всё же об автомате угловой стабилизации? можно об управлении вектором тяги или хоть воздушными рулями.
Конечно, это тоже "инерциалка", в некотором роде, но, может, с этим в БРЭО?

pinko>> Саша, да ето правда, но загвоздка в том, что если полет по горизонтали или широкой параболы, расчетная минимальная скорость будет в другом времени по сравнению с реальной минимальной скорости.

Смоделировал полёт ракеты под углом в своём симуляторе, задал начальный угол наклонения от вертикали и начальную ось поворота. Для угла в 55гр. получились следующие графики (см. рис.). Моделировался полёт ракеты с тяговооруженностью 6,25 и временем тяги 2с, с силой трения и без неё. Расчёт силы трения был как в одноосном симуляторе. Как видно, минимум скорости по данным с датчика ускорения по одной (главной) оси (рыжая кривая) прекрасно совпадает с истинным (желтая кривая). Небольшое, еле заметное расхождение экстремумов обусловлено погрешностью в определении ускорения свободного падения из-за наклона, но она, как я уже считал, очень маленькая получается.

Существенное различие по времени минимумов скорости между полётом с трением и без трения обусловлено превалированием силы трения на заапогейном участке полёта над силой тяжести, поэтому ракета в итоге не разгоняется, а ещё тормозит из-за сильного сопротивления воздуха. Так как скорость её полёта в этот момент времени значительна или незначительно отличается от максимальной.

Что там говорили про элементарные знания физики? )))

Ещё смоделировал данные с датчика с шумом в 200мG, что мало чего изменило. 200мG – это в 10 раз больше, чем тут указали, а 20мG – это совершенно нормальный шум для диапазона измерений в ±100G при этом можно различить 1/5000 от этого диапазона. Я бы даже сказал, что это даже потрясающее качество!

Тот же график, но с увеличенной областью минимума скорости с учётом силы трения воздуха. Как видно, минимум, прекрасно видно. Для моего алгоритма его поиска погрешность в временном определении составит где-то 0,5-1с. Хотя для скорости можно переписать его и на опережение, так как это для высоты было важно пролететь апогей повыше и нежелательно скрадывать высоту, если вдруг парашют раскроется чуть раньше по данным с барометра.

Saturn5> Я тебе сказал но у тебя нет елементарнъйх познаниях физики так что продолжай изобретат "грузик"

Простой вопрос, как изменятся показания с одноосного датчика ускорений при его перевороте в гравитационном поле?

Ну и 10гр. угол наклона, что ближе к нормальному полёту.

Saturn5>> Я тебе сказал но у тебя нет елементарнъйх познаниях физики так что продолжай изобретат "грузик"
SashaMaks> Простой вопрос, как изменятся показания с одноосного датчика ускорений при его перевороте в гравитационном поле?

Простой ответ - никак, если он находится в свободном падении.

Эта тема пусть остаётся про гироскопы.

Saturn5>> Я тебе сказал но у тебя нет елементарнъйх познаниях физики так что продолжай изобретат "грузик"
SashaMaks> Простой вопрос, как изменятся показания с одноосного датчика ускорений при его перевороте в гравитационном поле?
Eто бъйло для pinko как видиш я цитировал его слова. Бъйло в пост которъйм писал как ответ тебе потому что у меня ест жесткое ограничение штраф 4 потому что сказал что украинцев ето бившие руские и македонцев ето бившъе болгаръй:)Твои познания физики не коментировал:)
П.С.Извиняюс за офтопик но должен бъйт что бъй не бъйло недоразумениуей.Иначе разница с разчетам будет максималная когда горизонталная компонента скорости в апогей окажется велика (переръйв в работе движка, резко изменение вектором тяги и т.д.)Но етом можно скомпенсироват фотодатчиком и уничтожит ракетку если скорост слишком велика для парашюта:)Если полет близок к щатному тогда и простой ексел для въйчисление въйсота простой ракетки окажется настолко ефеклтивнъйм как и твой алгоритм, а фотодатчик комбинирован с таймером (как вторая запасная система если появится сверхбъйстрое темное облако и т.д.)сработает стол же ефективно:)

Б.г.> Простой ответ - никак, если он находится в свободном падении.

Это ответ на другой вопрос. Т.е. это не ответ на мой вопрос. В моём вопросе данного "если" не было.