[image]

Стабилизация Активная – попытка практической реализации.

Активная гировертикаль.
 
1 2 3
RU Бывший генералиссимус #20.10.2022 21:46  @Брат-2#20.10.2022 20:16
+
-
edit
 
Б.г.>> я считал, как ошибка в крене вызывает проникание программного разворота по тангажу в канал рыскания, оказалось, вполне терпимо, то есть, ошибка по крену может быть в 2-3 раза больше, чем по тангажу.
Брат-2> В теории по осям X и Y ошибки накопления не должно быть вообще, для ее исправления используются акселерометры, но это хорошо без продольного ускорения, что будет при ускорении один из вопросов эксперимента. Ну, а по Z ошибка накопления есть, так как чистый гироскоп, поэтому и допускаю половину оборота на весь полет.

В ракете, в отличие от коптера, полагаться на акселерометры для коррекции гироскопов не выйдет. Вообще. Акселерометры в ракете не чувствуют ничего, кроме аэродинамических сил и проекции тяги мотора, если она отклонена от оси.

Кроме того, у гироскопов есть паразитная чувствительность к линейному ускорению (даже к "же"), и встроенный софт гироскопа пытается её компенсировать, но обычно лучше б он этого не делал. В коптере, опять же, это не играет существенной роли, но, вообще-то, если калибровать гироскоп в одном положении, а потом перевернуть, ноль уедет и ощутимо.
   106.0.0.0106.0.0.0
RU Брат-2 #20.10.2022 22:00  @Бывший генералиссимус#20.10.2022 21:46
+
-
edit
 

Брат-2

опытный

Б.г.> В ракете, в отличие от коптера, полагаться на акселерометры для коррекции гироскопов не выйдет.
Б.г.> Кроме того, у гироскопов есть паразитная чувствительность к линейному ускорению (даже к "же"),..
Обнадежил, спасибо, конечно! :) Значит не же, а полная жо! :(
   2222
RU спокойный тип #20.10.2022 23:03  @Tayfur#20.10.2022 19:17
+
-
edit
 

спокойный тип
Спокойный_Тип

старожил
★★
Tayfur> Думаю, в случае ракеты нужно прошивку самолёта и задать вертикальный полёт по "автопилоту".

да, на контроллере для авиамодели\квадрика такое вполне реально сделать, настройкой параметров.
   105.0105.0
+
-
edit
 

Nec

новичок
Брат-2> Если честно, без понятия, да и знать зачем? :)

После того как мотор отработает, сменится знак ускорения (грузик, если бы он был в ракете, который до этого прижимало вниз, подпрыгнет вверх), но ракета продолжит полет по инерции. И будет печально если в этот момент рули встанут поперёк и их оторвет. Или ракету развернёт.
   104.0.0.0104.0.0.0
RU спокойный тип #21.10.2022 07:39  @Nec#21.10.2022 04:46
+
-
edit
 

спокойный тип
Спокойный_Тип

старожил
★★
Брат-2>> Если честно, без понятия, да и знать зачем? :)
Nec> После того как мотор отработает, сменится знак ускорения (грузик, если бы он был в ракете, который до этого прижимало вниз, подпрыгнет вверх), но ракета продолжит полет по инерции. И будет печально если в этот момент рули встанут поперёк и их оторвет. Или ракету развернёт.

если использовать контроллер с mpu-6050 то такого не будет. если оно на обычной модели (аэродинамической) в режиме удержания горизонта не теряет его при изменениях высоты в обе стороны - то и при ракете не будет.

рули встанут поперёк не в момент смены ускорения - а в момент после полета по инерции , непосредственно перед началом падения - когда будет потеряна скорость и их эффективность.

если интересно могу взять контроллер (с приемником) и пару серв и собрать макет без двигателя с настроенным контроллером, тут делов на час с перекуром.

зы бонусом на дополнительный канал контроллера можно какуюнит серву выброса парашюта поставить, на отдельный канал на пульте завести.
   105.0105.0
Это сообщение редактировалось 21.10.2022 в 07:44
RU Tayfur #21.10.2022 20:09  @спокойный тип#21.10.2022 07:39
+
-
edit
 

Tayfur

втянувшийся
с.т.> зы бонусом на дополнительный канал контроллера можно какуюнит серву выброса парашюта поставить, на отдельный канал на пульте завести.

Тут лучше тупо допилить "автопилот" и поставить выброс парашюта за доли секунды до апогея.
   106.0.0.0106.0.0.0
RU Брат-2 #21.10.2022 20:31  @спокойный тип#21.10.2022 07:39
+
-
edit
 

Брат-2

опытный

....
с.т.> если использовать контроллер с mpu-6050 то такого не будет. ....

Беру паузу в обсуждении темы. Занимаюсь постройкой ракеты. Сейчас делаю парашютную систему, будет боковой одиночный выброс. В 2017г пытался осуществить гировертикаль на водяной ракете и только на гироскопах, не получилось. Затем попытался использовать только угловую скорость, подобное в 3D стабилизаторах для моделей самолетов, но это стабилизация от порывов ветра, не получилось. А вот проверку работы гироскопов с акселерометрами не провел, отговорили. Вот теперь осуществлю проверку. Не получится, тоже результат, успокоюсь, иного пути все равно нет.
В этом деле от своих бы тараканов избавиться, а общее обсуждение темы только прибавляет еще и чужих! :)
   2222
+
-
edit
 

apakhom

втянувшийся

Вчера youtube подсунул старенькое кино "по теме".

Adriano Arcadipane: Roll gyro stabilized rocket with automatic control system. Aerospace Engineering
Contact me: arcadipane.degree@gmail.com More info and photos at: http://www.rocketryforum.com/showthread.php?35679-Active-roll-control-system-Success ENGLISH: This video is a summary of my master's degree thesis in aerospace engineering from Università degli Studi di Palermo (Italy). Rockets spin about their longitudinal axis due to imperfect alignments in construction.
   106.0.0.0106.0.0.0
RU Брат-2 #28.10.2022 13:38  @Брат-2#21.10.2022 20:31
+
-
edit
 

Брат-2

опытный

Брат-2> Беру паузу в обсуждении темы. ....

Помню, помню, свои обещания выполнить 1.10.22г первый запуск управляемой ракеты для проверки работоспособности гироскопа MPU6050 на библиотеке с использованием фильтра Калмана, то есть, совместного использования гироскопов по осям X, Y и акселерометров для коррекции ошибок накопления. Правда, делал оговорку, что хозяин своего слова, хочу дал, хочу взял! :) Ну, да, старт вынужден перенести на более поздний срок. Нет, ракету построил, но оказалось, что изготовление двигателей приведет к задержке старта.
В 2017г пытался осуществить управляемый старт на гидропневматической ракете. Применял также гироскоп MPU6050, но использовал только одни гироскопы. Было 4 руля на голове, но привод каждого руля осуществлялся отдельной сервомашинкой. Рули обеспечивали управление по осям X и Y, а также и по оси Z, при помощи микса сигналов. На 1 видео видна конструкция головной части. На 2 видео показана работа рулей управления, ну и причина падения ракеты. На 3-ем и 4-том видео старты ракеты. Ракета стартовала без направляющей, тем не менее, заметна стабилизация, особенно по оси Z во втором старте. К сожалению, другие, более информативные старты утратил, тем не менее, в результате эксперимента был частичный успех.
Прикреплённые файлы:
1.mp4 (скачать) [2,8 МБ]
 
2.mp4 (скачать) [1,61 МБ]
 
3.mp4 (скачать) [910 кБ]
 
4.mp4 (скачать) [1,71 МБ]
 
 
   2222
RU Брат-2 #28.10.2022 14:02  @Брат-2#28.10.2022 13:38
+
-
edit
 

Брат-2

опытный

Брат-2> Помню, помню, свои обещания ...
Как оказалось постройка управляемой ракеты достаточно сложным делом. Отдельные узлы приходилось переделывать. В частности узел рулей переделал 3 раза. Установил сервомашинки с металлическими шестернями. Нарвался на партию (5шт) Arduino Nano с блокировочной емкостью по питанию недостаточного номинала, ну и другие нюансы, короче машина достаточно сложная. Общий вес (без двигателя) 900гр. Ориентировочно, двигатель 300гр. Длина корпуса 1600мм. Парашютная система с одиночным боковым выбросом, для надежности применил принудительный выброс парашюта при помощи резинок, есть дистанционное управление выбросом. Все работает, к старту готов, теперь: двигатель, погода, старт! :)
Прикреплённые файлы:
Ракета.png (скачать) [256x1000, 477 кБ]
 
 
   2222
RU Брат-2 #28.10.2022 14:33  @apakhom#28.10.2022 10:15
+
-
edit
 

Брат-2

опытный

apakhom> Вчера youtube подсунул старенькое кино "по теме".

Насколько понятно из видео осуществлена стабилизация только по крену, то есть по оси Z. У меня тоже было желание стабилизировать ракету по оси Z двумя рулями. Построил механизм и сильно удивился, когда рули начали отклоняться не в разные стороны, а в одну. Нарвался на две инверсии, один руль выбросил. Вообще-то двумя синхронными рулями можно управлять по двум осям X и Y, но ракета должна вращаться по оси Z, тогда корректировка траектории по очереди. Смотря на левое видео так и подумал. :)
   2222
RU apakhom #28.10.2022 14:54  @спокойный тип#20.10.2022 23:03
+
-
edit
 

apakhom

втянувшийся

Tayfur>> Думаю, в случае ракеты нужно прошивку самолёта и задать вертикальный полёт по "автопилоту".
с.т.> да, на контроллере для авиамодели\квадрика такое вполне реально сделать, настройкой параметров.

... наткнулся тут на ПО. И "подходящую" аппаратную часть (Pro mini + MPU6050) с "инструкцией" по всему по принципу "тупо берем и ставим" :)
"Избыточность" ПО, конечно, зашкаливает...
   106.0.0.0106.0.0.0
RU Брат-2 #28.10.2022 16:54  @apakhom#28.10.2022 14:54
+
-
edit
 

Брат-2

опытный

apakhom> ... наткнулся тут на ПО. И "подходящую" аппаратную часть (Pro mini + MPU6050) с "инструкцией" по всему по принципу "тупо берем и ставим" :)
apakhom> "Избыточность" ПО, конечно, зашкаливает...

Спасибо Алексей, очень интересно! На досуге попытаюсь разобраться.
   2222
+
+1
-
edit
 

apakhom

втянувшийся

Вчера коллегам компас рисовал в MIT App Inventor - обратил внимание на развитие проекта. Теперь дети со смартфоном могут еще больше всяких экспериментов делать :)
Да и нам кое что "перепало":
"СенсорОриентации"
Невидимые элементы, предоставляющие информацию об ориентации устройства в трех измерениях :
Крен: 0 градусов, когда устройство находится в горизонтальной плоскости, увеличивается до 90 градусов, когда устройство наклонено налево и уменьшается на -90 градусов, когда устройство наклонено направо.
Высота: 0 градусов, когда устройство находится в горизонтальной плоскости, до 90 градусов, когда устройство наклонено так, что его верхняя часть направлена вниз и до 180 градусов, когда оно перевернуто. Â Точно так же, когда устройство наклонено так, что его нижняя часть направлена вниз, высота уменьшается до -90 градусов, и затем уменьшается на -180 градусов, когда оно полностью перевернуто.
Азимут: 0 градусов, когда верх устройства направлен на север, 90 градусов, когда оно направлено на восток, 180 градусов когда оно направлено на юг, 270 градусов, когда оно направлено на запад, и т.д .

И гироскоп можно "подхватить":
GyroscopeSensor
Non-visible component that can measure angular velocity in three dimensions in units of degrees per second.

К примеру, можно телефончик разместить в ЦТ. Обсчитать на основе этих датчиков необходимые действия. А далее "дело техники" - передаем по ВТ расчеты в "голову" ракеты, а там простенькая Ардуина "рулит".

Попутно телефон можно "нагрузить" функциями камеры, трекера, регистратора и пр.

PS как нибудь еще раз "покатаю" смартфон на ракете - запишу показания...
   106.0.0.0106.0.0.0
RU Брат-2 #01.11.2022 20:57
+
+2
-
edit
 

Брат-2

опытный

Обещал выполнить первый запуск управляемой ракеты 31.10.22г. однако, погодные условия позволили осуществить запуск только сегодня 01.11.22г. Если кратко, то запуск кроме недоумения ничего не преподнес, к сожалению! :eek: Однако, будем надеяться, что первый блин комом, верная дорога к поставленной цели! :)
В БРЭО ракеты использовалось 2 Arduino Nano. 1-я, совместно с MPU6050 осуществляла управление рулями по осям X,Y,Z. 2-я, высотомер, выброс парашюта, контроль, старт, регистратор. Связь между Arduino для регистратора по UART.

К сожалению, Arduino в гироскопе регулярно зависала, что преодолеть полностью мне так и не удалось. Регистратор на земле нормально записывал данные от осей, однако в полете все вышло значительно хуже.

Вероятно, произошло зависание Arduino сразу после старта, что подтверждает вращение по оси Z и данным регистратора. Но по видео бортовой камеры видно, что рули работали примерно до высоты 60-80м, да и ракета летела относительно вертикально. Самое неприятное, что примерно на высоте60- 80м показание акселерометра перешло через ноль, и работа коррекции гироскопов нарушилась. Именно этот нюанс интересовал больше всего.
Тем не менее, однозначной причины отсутствия стабилизации не выявлено.
 
   2222
Это сообщение редактировалось 01.11.2022 в 21:05
RU Брат-2 #01.11.2022 21:15  @apakhom#01.11.2022 09:25
+
-
edit
 

Брат-2

опытный

apakhom> Вчера коллегам компас рисовал ...
Алексей, так ранее предлагал тебе подключиться к этой теме, кто, если не apakhom! :) Можно предположить, что с телефоном те же грабли! Но надо пробовать.
   2222
RU Брат-2 #04.11.2022 19:37
+
-
edit
 

Брат-2

опытный

Полностью разобрал свой блок БРЭО управляемой ракеты, была очень неудачная конструкция из круглых оснований для монтажа плат. Просто по случаю нарезал красивых кружков из фанеры, вот и родилась глупая, неудобная конструкция. Все разобрал, изготовил плоское основание для монтажа плат, места с избытком даже для крепления плат на монтажке с одной стороны. Установил два Li-ion аккумулятора, один для питания Arduino и датчиков, второй для питания серв, от зависаний Arduino избавился. 1-я Arduino только гиро, 2-я только регистратор, добавил 3-ю, высотомер, выброс парашюта и.т.п. Как бы на столе ситуация улучшилась. На следующей неделе, по погоде, второй старт!
   2222
+
-
edit
 

Брат-2

опытный

Nec> После того как мотор отработает, сменится знак ускорения (грузик, если бы он был в ракете, который до этого прижимало вниз, подпрыгнет вверх), но ракета продолжит полет по инерции. И будет печально если в этот момент рули встанут поперёк и их оторвет. Или ракету развернёт.

Nec задавал вопрос. Мне самому интересно. Сегодня потряс блок БРЭО вверх-вниз, как бы пытался сымитировать отрицательное ускорение после окончания работы двигателя. Чисто провести подобный эксперимент затруднительно, но рули, при движении вниз, поперек не становятся, нет, дергаются, так мне сложно сохранить вертикаль. Рули поперек не станут в любом случае, так как у меня ограничен 20 градусами угол их отклонения. Да и сломаться не смогут, оси достаточно крепкие.
Затем перевернул блок, как ни странно рули работают и пытаются выдержать вертикаль, только теперь вниз к земле. Что там в голове этой штуки лишь Богу известно, да автору библиотеки KalmanMPU6050 :)
   2222
RU Mihail66 #04.11.2022 22:06  @Брат-2#04.11.2022 20:10
+
-
edit
 

Mihail66
mihail66

аксакал

Брат-2> Nec задавал вопрос. ....

И я тебе тоже вопрос решил подкинуть. Загляни в свой Е-яшик.
   106.0.0.0106.0.0.0
RU Брат-2 #05.11.2022 21:47  @Брат-2#04.11.2022 19:37
+
+1
-
edit
 

Брат-2

опытный

Брат-2> Полностью разобрал свой блок БРЭО управляемой ракеты,...
На данный момент времени блок БРЭО (будем надеяться, что) управляемой ракеты, выглядит как на фото. Все системы работают нормально. Нижние 2 Arduino и слот microSD, гиро и регистратор. MPU6050 расположил как положено, горизонтально, дабы меньше было путаницы. Плату разместил на амортизаторе. Верхние платы относятся к высотомеру, выбросу парашюта и т.п. Записываются как данные высоты, момента выброса, так и данные дополнительного акселерометра ADXL345 ускорения по осям Z, X,Y. Надеюсь, что дополнительная информация (информация излишней не бывает :) ) поможет сделать убедительные выводы о возможности (или невозможности) использования подобного принципа стабилизации вертикали ракеты. Видна и бортовая камера MD80. Питание плат электроники и серв, запалов раздельное, от двух Li-ion аккумуляторов. Зависаний Arduino больше не наблюдается.

Одиночная серва в нижней части, исполнительная часть выброса парашюта, сервы рулей под прозрачной технологической подставкой.
Прикреплённые файлы:
Новый БРЭО.png (скачать) [389x1000, 927 кБ]
 
 
   2222
Это сообщение редактировалось 05.11.2022 в 21:52
RU Брат-2 #10.11.2022 21:01  @Брат-2#04.11.2022 19:37
+
+1
-
edit
 

Брат-2

опытный

Брат-2> .... На следующей неделе, по погоде, второй старт!

Сегодня 10.11.22г. выполнил старт управляемой ракеты. Если при первом старте были лишь предположения, то при втором пришел к однозначному выводу. При использовании акселерометров для коррекции показаний гироскопов стабилизированная управляемая вертикаль возможна только до перехода акселерометрами ускорения через ноль, в данном конкретном старте до 60-80м. Собственно подобное проявилось и при первом старте. На этом, тему можно закрыть, осуществить управляемую гировертикаль на подобном принципе не представляется возможным!
Необходимо отметить, что изначально меня убеждали, что подобное бесперспективное занятие, но истинный русский должен все проверить сам, причем своими руками! Понятно, что это от недостатка знаний, а в данном случае еще от безысходности, так как иных вариантов использования гироскопа MPU6050 для меня больше нет, вот теперь проверил все варианты.
Ну, да, данная проверка с мизерной надеждой на успех потребовала много усилий. Во-первых, это достаточно сложный аппарат, после первого старта полностью переделал конструкцию БРЭО, доработал ПО, укоротил общую длину ракеты, доработал парашютную систему, благодаря чему парашют и не вышел. После встречи с землей ракета практически не пострадала, но восстанавливать ракету не имеет смысла.
Использовал запал на голом нихроме. Запуск двигателя произошел после 5сек команды «Старт». Но здесь важен физический контакт накального мостика и карамели, возможно полного контакта и не было. То есть нужна конструкция, прижимающая вверх запал или использовать обмазку, что, вероятно, предпочтительно.
Прикреплённые файлы:
 
   2222
RU Брат-2 #10.11.2022 21:29  @Брат-2#10.11.2022 21:01
+
+1
-
edit
 

Брат-2

опытный

Брат-2> Сегодня 10.11.22г. выполнил старт управляемой ракеты.....
Видео с борта. Что при первом запуске, что при втором мало информации. Поведение рулей, вероятно, обусловлено флаттером на большой скорости ну и интерференцией камеры.
Прикреплённые файлы:
 
   2222
RU Брат-2 #10.11.2022 21:35  @Брат-2#10.11.2022 21:01
+
+1
-
edit
 

Брат-2

опытный

Брат-2> Сегодня 10.11.22г. выполнил старт управляемой ракеты. ...
Непосредственно старт. Был один, свой бинокль установил за 50м на штативе. Держал кнопку старта секунд 5, но сам старт обычной, то есть двигатель, после возгорания топлива, выходит на режим быстро.
Прикреплённые файлы:
 
   2222
RU Брат-2 #11.11.2022 11:56  @Брат-2#10.11.2022 21:35
+
+1
-
edit
 

Брат-2

опытный

Брат-2>> Сегодня 10.11.22г. выполнил старт управляемой ракеты. ...
Данные углов поворота рулей были записаны регистратором. Диапазон акселерометра ошибочно установил 4g (ряд1). Ось Х (ряд2), ось Y (ряд3), ось Z (ряд4). До перехода ускорения через «0» видно, что рули, по крайней мере, мало мешали вертикальному старту, лучше всего дела у руля Z, но он управляется одним гироскопом. На этой оптимистическом моменте заканчиваю свою активную деятельность на форуме, да и на практике, как бы, не подходящий момент.
Прикреплённые файлы:
 
   2222
RU Nec #11.11.2022 12:48  @Бывший генералиссимус#20.10.2022 21:46
+
-
edit
 

Nec

новичок
Б.г.> Акселерометры в ракете не чувствуют ничего, кроме аэродинамических сил и проекции тяги мотора, если она отклонена от оси.
Для понимания. Разве ускорение свободного падения по акселерометру, измеряющего вдоль вертикали, не будет входить в значения? К примеру, если стартуем с земли вертикально вверх, общее ускорение = ускорение мотора - ускорение свободного падения. Если стартуем образно вертикально с воздуха в землю, то общее ускорение = ускорение мотора + ускорение свободного падения.
Если стартуем с земли в воздух под углом, общее ускорение = ускорение мотора - ускорение свободного падения×cos(угла)???
Иными словами, разве "g" не накладывает свой "отпечаток" в общих показаниях?
   104.0.0.0104.0.0.0
1 2 3

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