[image]

Использование твердотельных гироскопов в ракетомоделях

 
1 47 48 49 50 51 52 53
RU Бывший генералиссимус #15.06.2018 00:01  @Полл#14.06.2018 16:57
+
-
edit
 
Xan>>> Было бы просто две машинки по X и Y, всё было бы гладко.
Б.г.>> Как это?
Полл> Карданный подвес.
Там и был карданный подвес. Но, если в кардане угол между осями не точно 90, то прицелиться точно в зенит такой кардан не сможет.
Сейчас попробую найти поясняющую картинку из его ЖЖ.
   67.0.3396.8767.0.3396.87
RU Бывший генералиссимус #15.10.2018 14:23  @Бывший генералиссимус#08.05.2018 17:45
+
-
edit
 
Б.г.> Фирма Analog Devices одарила меня новой хотелкой - теперь я хочу ADIS16465-1.

Каким-то необъяснимым образом куда-то пролюбил свой ADIS16460 вместе с платой-переходником. "Пребываю в пессимизме" © В. С. В.
Помимо того, что сама игрушка недешёвая, но у меня хоть уцелел второй экземпляр, второго экземпляра платы-переходника у меня нет.
   69.0.3497.10069.0.3497.100
KZ Xan #15.10.2018 15:54  @Бывший генералиссимус#15.10.2018 14:23
+
-
edit
 

Xan

координатор

Б.г.> Каким-то необъяснимым образом куда-то пролюбил

Я давно уже наладил складской учёт для своих ~400 номиналов всякой электроники.
Что и где лежит, и в каком количестве.
И всё равно временами что-то случается!!! :D
   
RU Бывший генералиссимус #27.10.2018 15:41  @Xan#15.10.2018 15:54
+
-
edit
 
Б.г.>> Каким-то необъяснимым образом куда-то пролюбил
Xan> Я давно уже наладил складской учёт для своих ~400 номиналов всякой электроники.
Xan> Что и где лежит, и в каком количестве.
Xan> И всё равно временами что-то случается!!! :D

Нашёл. Готов поверить в барабашку, ибо там, где нашёл, искал минимум 4 раза.
Надо готовить вибростенд - согнуть кронштейн из алюминиевой жести из стенки банки от газировки, привинтить на него гироскоп, приклеить кронштейн к сабвуферу, купленному ещё во времена "Лин Индастриал" специально для этого, и спаять провод от планшета к усилителю, чтоб подавать синус или розовый шум...
   70.0.3538.7770.0.3538.77
RU Mihail66 #27.10.2018 15:49  @Бывший генералиссимус#27.10.2018 15:41
+
-
edit
 

Mihail66
mihail66

опытный

Б.г.> Надо готовить вибростенд - согнуть кронштейн из алюминиевой жести ...
Цель эксперимента с сабвуфером?
   69.0.3497.10069.0.3497.100
RU Бывший генералиссимус #27.10.2018 18:41  @Mihail66#27.10.2018 15:49
+
-
edit
 
Б.г.>> Надо готовить вибростенд - согнуть кронштейн из алюминиевой жести ...
Mihail66> Цель эксперимента с сабвуфером?

Посмотреть, на сколько больше уходит интеграл за 10 минут при воздействии вибрации, чем при простом лежании на столе. Статическая перегрузка компенсируется хорошо, вот, как быть с вибрацией, не приведёт ли она к серьёзной потере точности?
В тепличных условиях точность гироскопа достаточна, чтобы на "какую-нибудь" орбиту выйти и без коррекции по Солнцу, при длине активного участка 10 минут или меньше.
Это и было подтверждено измерением скорости вращения Земли с помощью этого гироскопа.
   70.0.3538.7770.0.3538.77
RU Mihail66 #27.10.2018 19:09  @Бывший генералиссимус#27.10.2018 18:41
+
-
edit
 

Mihail66
mihail66

опытный

Б.г.> Это и было подтверждено измерением скорости вращения Земли с помощью этого гироскопа.
Даже это чувствует, я даже не думал что это возможно. А почему с вибрациями такая проблема? А на ракете трясет мама не горюй (не знаю как гироскопы, а акселерометры как по кочкам), так можно вообще всю ориентацию потерять.
   69.0.3497.10069.0.3497.100
RU Бывший генералиссимус #27.10.2018 19:33  @Mihail66#27.10.2018 19:09
+
-
edit
 
Б.г.>> Это и было подтверждено измерением скорости вращения Земли с помощью этого гироскопа.
Mihail66> Даже это чувствует, я даже не думал что это возможно.

Я же писал здесь об этом, все забыли уже? :)

Mihail66> А почему с вибрациями такая проблема?

Из-за возможной нелинейности подвеса вибрация может интегрироваться не в ноль.

Mihail66> А на ракете трясет мама не горюй (не знаю как гироскопы, а акселерометры как по кочкам), так можно вообще всю ориентацию потерять.

Да, естественно, это и предстоит измерить. Кабель я уже спаял, усилитель и динамик с полки достал, соединил в одно целое, посмотрел амплитуду колебаний. Должно хватить.

Там ещё важно - все мультимедийные источники сигнала любят ограничивать при 0 дБ. при -3 дБ обычно ещё синус.
   70.0.3538.7770.0.3538.77
RU Mihail66 #27.10.2018 19:43  @Бывший генералиссимус#27.10.2018 19:33
+
-
edit
 

Mihail66
mihail66

опытный

Б.г.> Там ещё важно - все мультимедийные источники сигнала любят ограничивать при 0 дБ. при -3 дБ обычно ещё синус.

А что, реакция гироскопа на гармонические колебания как то отличается от импульсных?
   69.0.3497.10069.0.3497.100
RU Бывший генералиссимус #27.10.2018 20:11  @Mihail66#27.10.2018 19:43
+
-
edit
 
Б.г.>> Там ещё важно - все мультимедийные источники сигнала любят ограничивать при 0 дБ. при -3 дБ обычно ещё синус.
Mihail66> А что, реакция гироскопа на гармонические колебания как то отличается от импульсных?

а то! Я ж говорю - нелинейность. Теоретически синусоидальная вибрация при интегрировании уходит вообще в ноль. Широкополосная - уже и теоретически не обязана.
   70.0.3538.7770.0.3538.77
RU Mihail66 #27.10.2018 20:17  @Бывший генералиссимус#27.10.2018 20:11
+
-
edit
 

Mihail66
mihail66

опытный

Б.г.> а то! Я ж говорю - нелинейность.
Понятно!
Акселерометр как микрофон, со своими нелинейными. Значит и гироскоп как Пиноккио.
   69.0.3497.10069.0.3497.100

pinko

втянувшийся

Б.г., просматривал некоторые спецификации и что-то сделало впечатление. Этот датчик обозначен как "Ultra low noise 0.004*/s/Hz0.5".

0.004*/s в основном угловая скорость земли. Означает ли это, что предельный уровень шума для всех гироскопов на земли - ето угловая скорость земли?
Прикреплённые файлы:
G.png (скачать) [958x594, 96 кБ]
 
 
   63.063.0
RU Бывший генералиссимус #27.10.2018 20:50  @pinko#27.10.2018 20:32
+
+1
-
edit
 
pinko> Б.г., просматривал некоторые спецификации и что-то сделало впечатление. Этот датчик обозначен как "Ultra low noise 0.004*/s/Hz0.5".
pinko> 0.004*/s в основном угловая скорость земли.

Вообще-то, из-за своих свойств, МЕМС гироскоп способен зарегистрировать только горизонтальную проекцию скорости вращения Земли.

pinko> Означает ли это, что предельный уровень шума для всех гироскопов на земли - ето угловая скорость земли?

Нет, конечно, не означает. Допустим, у нас есть идеальный нешумящий гироскоп (мемс гироскоп). Мы ориентируем его ось чувствительности с севера на юг, и калибруем. Он показывает угловую скорость 0.
После этого мы его разворачиваем на 180 градусов, то, что было ориентировано на север, теперь показывает на юг, и наоборот. Идеальный гироскоп покаже при этом 0,004 градуса в секунду помножить на 2 и на косинус широты, на которой мы ставим опыт.
Если гироскоп совсем идеальный, не МЕМС, и не чувствителен к линейному ускорению, то можно его ось чувствительности поставить параллельно оси вращения Земли (то есть, поднять ось на полярную звезду), и тогда зарегистрировать при перевороте полную удвоенную скорость вращения Земли.
Но реальные МЕМСы от такого переворота смещают ноль куда сильнее, чем от вращения Земли, поэтому ось во время опыта приходится держать горизонтально, и результат множится на косинус широты.
Реальный шумящий гироскоп покажет "что-то", зависит от его характеристик.
Я сделал 16 опытов, в каждом из которых ось попеременно ориентировалась "север-юг" и "юг-север", и выдерживалась по 1 минуте в каждом положении, и так от 6 до 14 (обычно, 12, только один раз было шесть, один - десять, и один - четырнадцать) измерений в каждом опыте.
Затем данные за всю минуту усреднялись, и сравнивались с данными за следующую минуту. Потом полученные разности тоже усреднялись (от 3 до 7 разностей). Получался результат одного опыта.
А в конце я усреднил данные 16 таких опытов. И получил скорость вращения Земли, отличавшуюся от истинной всего на 6%. Правда, сигма, стандартное отклонение, было 16%
   70.0.3538.7770.0.3538.77
Это сообщение редактировалось 27.10.2018 в 21:59
BE pinko #27.10.2018 21:09  @Бывший генералиссимус#27.10.2018 20:50
+
-
edit
 

pinko

втянувшийся

Б.г.> Нет, конечно, не означает. Допустим...

Ага, все понял. Спасибо Б.г., что так ясно объяснил! :)
   63.063.0
RU Бывший генералиссимус #27.10.2018 22:09  @pinko#27.10.2018 21:09
+
+1
-
edit
 
Б.г.>> Нет, конечно, не означает. Допустим...
pinko> Ага, все понял. Спасибо Б.г., что так ясно объяснил! :)

Это я ещё не всё объяснил :) Параметр, который у тебя показан большой жирной стрелкой, это шумы, нормированные к полосе частот сигнала. Размерность - градусов в секунду делить на корень из герц.

Это означает, что, если полоса 1 герц, шум, действительно, должен быть 0,004 градуса в секунду.
Если 4 герца, то уже 0,008 градусов в секунду, если 9 герц, то 0,012 градуса в секунду, если 16 герц, то 0,016 градуса в секунду.

При каждом учетверении полосы мощность шума тоже учетверяется, а амплитуда удваивается.

Но это верно только в области белого шума. А белый шум с нас, как с гуся вода - интегрирование давит его на ура. А, при сужении полосы частот до некоторого предела вылезает фликер-шум, и амплитуда шума уже от полосы не зависит.

У этого гироскопа, ADXRS290, фликер-шум искусственно задавлен фильтром верхних частот. Это улучшает его характеристики при быстрых поворотах, но ухудшает при медленных и очень медленных. В условиях, подобных условиям описанного опыта (при повороте с ориентации север-юг на ориентацию юг-север), его отклик будет спадать со временем (как будто Земля остановилась). И постоянная времени этого спада - в лучшем случае, сотня секунд (т.е. в самом лучшем для ракетчиков режиме за 100 секунд почти в 3 раза).

Для инерциальной навигации такое чудо не годится.
   69.0.3497.10069.0.3497.100
RU Mihail66 #27.10.2018 23:13  @Бывший генералиссимус#27.10.2018 22:09
+
-
edit
 

Mihail66
mihail66

опытный

Б.г.> Для инерциальной навигации такое чудо не годится.

Я прошу прощения за свою безграмотность. Но тогда выходит, что ориентироваться не имея дополнительной стационарной точки доступной для наблюдения вообще не получается, даже имея нулевую координату.
Так?
   69.0.3497.10069.0.3497.100
RU Бывший генералиссимус #27.10.2018 23:36  @Mihail66#27.10.2018 23:13
+
-
edit
 
Б.г.>> Для инерциальной навигации такое чудо не годится.
Mihail66> Я прошу прощения за свою безграмотность. Но тогда выходит, что ориентироваться не имея дополнительной стационарной точки доступной для наблюдения вообще не получается, даже имея нулевую координату.
Mihail66> Так?

Если брать "нормальный" гироскоп, без этой "фичи", то, зная начальное положение, можно вычислить любое промежуточное. Правда, ошибка будет расти со временем, но это верно и для классических механических гироскопов.

Другое дело, что там достигнуты непостижимые уму точности -

Gravity Probe B — Википедия

Gravity Probe B (GP-B) — американская космическая миссия по измерению чрезвычайно слабых эффектов геодезической прецессии гироскопов на орбите вокруг Земли и увлечения инерциальных систем отсчёта вращением Земли, которые предсказывает общая теория относительности Эйнштейна. Разработкой дьюара, контейнера научной аппаратуры и электронного оборудования для GP-B занимался отдел новых технологий компании «Lockheed Martin». Для изготовления самого космического аппарата Стенфордским университетом была выбрана компания «Lockheed Martin Missiles & Space», Саннивейл. //  Дальше — ru.wikipedia.org
 
   70.0.3538.7770.0.3538.77
RU Mihail66 #27.10.2018 23:42  @Бывший генералиссимус#27.10.2018 23:36
+
-
edit
 

Mihail66
mihail66

опытный

Б.г.> Другое дело, что там достигнуты непостижимые уму точности -
Обнадеживает!
Б.г.> Другое дело...
ПС. И все же вопрос, а как же в реальной космонавтике, без ориентира на Солнце не обходится что ли, и как...?
Спасибо, Б.г., и успехов на субвуфере!
   69.0.3497.10069.0.3497.100
Это сообщение редактировалось 28.10.2018 в 02:38

Xan

координатор

Mihail66> ПС. И все же вопрос, а как же в реальной космонавтике, без ориентира на Солнце не обходится что ли, и как...?

По слухам, точность гироскопов в МБР такая, что ракета могла бы прилететь в цель в другой конец глобуса с точностью несколько метров.
Ухудшают точность до сотен метров другие факторы, не гироскопы.

В космонавтике ориентироваться только на гироскопы нельзя. Если хочется надёжности и точности.
Поэтому используются и другие системы.

Вообще-то, астрономы знают положение внутренних планет с точность до сантиметров. Зацени! :)
На одних гироскопах с такой точностью не полетаешь.
   

Mihail66
mihail66

опытный

Xan> Вообще-то, астрономы знают положение внутренних планет с точность до сантиметров. Зацени! :)
Xan> На одних гироскопах с такой точностью не полетаешь.

Заценил!
Спасибо за исчерпывающий ответик.
   69.0.3497.10069.0.3497.100
RU Бывший генералиссимус #28.10.2018 10:16  @Mihail66#28.10.2018 09:46
+
-
edit
 
Xan>> Вообще-то, астрономы знают положение внутренних планет с точность до сантиметров. Зацени! :)
Xan>> На одних гироскопах с такой точностью не полетаешь.
Mihail66> Заценил!
Mihail66> Спасибо за исчерпывающий ответик.

Насчёт сантиметров Xan загнул, конечно.
Действительно, лазерная локация Луны позволяет измерить расстояние до них с такой точностью, но, ни на Марсе, ни на Венере уголковых отражателей нет.
Да и с Луной точность эта относится только к уголковым отражателям, т.е. к поверхности. А положение центра масс Луны с такой точностью не известно будет ещё долго.
   70.0.3538.7770.0.3538.77
KZ Xan #28.10.2018 11:16  @Бывший генералиссимус#28.10.2018 10:16
+
-
edit
 

Xan

координатор

Б.г.> Насчёт сантиметров Xan загнул, конечно.

Не, сантиметр для внутренних планет, десять для внешних.
Конечно, это про положение центра масс, а не расстояние до поверхности.

Где читал — не помню.
Разжигать спор не буду! :D
   
RU Mihail66 #28.10.2018 11:22  @Бывший генералиссимус#28.10.2018 10:16
+
-
edit
 

Mihail66
mihail66

опытный

Б.г.> Да и с Луной точность эта относится только к уголковым отражателям, т.е. к поверхности. А положение центра масс Луны с такой точностью не известно будет ещё долго.
Ну я относительно Луны пока не собираюсь летать, мне только лишь применение гироскопов для ориентации относительно вертикали интересно. Но вот как то пока ваша практика по накоплению ошибки не радует.
Выходит что на коротком временном отрезке это будет как-то работать, но все равно как то все печально в теории.
А за ликбез благодарен.
   69.0.3497.10069.0.3497.100

Xan

координатор

Mihail66> Выходит что на коротком временном отрезке это будет как-то работать, но все равно как то все печально в теории.

Линейный эффект — сдвиг нуля пропорционален ускорению.
Уход нуля = интеграл от сдвига нуля от ускорения
пропорционален
интегралу ускорения.
То есть, набранной скорости.
Независимо от величины ускорения, а только от конечной скорости.
Можно быстро разгоняться, можно медленно, уход нуля будет одинаковый.

Значит, чем до большей скорости разгоняешься, тем сильнее уходит ноль.
Для скорости 8 км/с уход получается существенный.
А для скорости 1 км/с — не очень.
Так что есть причина для оптимизма для тех, кто просто пуляет не очень высоко вверх. :)
   

Mihail66
mihail66

опытный

Xan> А для скорости 1 км/с — не очень.
Xan> Так что есть причина для оптимизма для тех, кто просто пуляет не очень высоко вверх. :)

А для скорости 500м/с на высоту 10.000 оптимизма еще больше. :)
Спасибо за пояснения.
   69.0.3497.10069.0.3497.100
1 47 48 49 50 51 52 53

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru