Стабилизация Активная – попытка практической реализации.

Б.г.>> Акселерометры в ракете не чувствуют ничего, кроме аэродинамических сил и проекции тяги мотора, если она отклонена от оси.

Nec> Иными словами, разве "g" не накладывает свой "отпечаток" в общих показаниях?

1. Предположим, что атмосферы нет, и двигатель выключен. Ракета падает на землю с начальной высоты h0, с точки зрения наземного наблюдателя двигаясь всё быстрее и быстрее. Что показывает акселерометр в такой ракете?

2. Предположим, допадав до высоты h1, мы включаем двигатель. Масса ракеты m, тяга двигателя F. Что покажет акселерометр, если тяга направлена вверх? А если вниз? А если вбок?

Nec> Вот мне, почему то, кажется, что должно G влиять на показания акселерометра.
Вот и мне казалось!
Но зачем елочкой! Там кроме акселерометра Z, который вертикально и показывает земные 9g, есть еще и по осям X и Y, при строго вниз они показывают 0 (условно), а при наклонах + или -. График ускорений по всем осям дополнительного акселерометра ADXL 335 где: ось Z (ряд1), ось Х (ряд2), ось Y (ряд3). Как видишь X и Y что-то показывают, но это пока действует сила (неважно какая) по оси Z. В этих условиях есть, пусть и не убедительные, признаки работы гиростабилизации. Да, но это до высоты 60-80м (конкретно для моего старта). А вот далее видно, что акселерометры по всем осям уже ничего не показывают и работа системы полностью нарушается.

Nec> Вот мне, почему то, кажется, что должно G влиять на показания акселерометра. Поэтому и вынюхиваю у знающих. Предположим, если мы поставим два акселерометра "елочкой" в продольной оси рекеты,под углом 45* к ней. Будет ли так, что завалившись набок, один акселерометр покажет больше другого, при условии, что тяга мотора сохранится неизменной?

Нет. Только из-за сопротивления воздуха и наличия угла атаки (угла между скоростью движения ракеты и продольной осью).

Ракета, оторвавшись от стартового стола, перестаёт "чувствовать" "же", потому что оно влияет на корпус ракеты в точности так же, как на чувствительный элемент акселерометра.
То есть, если масса ракеты 1 кг, а тяга движка 98 Ньютон, то, с точки зрения акселерометра, ракета будет двигаться с ускорением в 10 "же" (хотя, по измерениям с помощью видеокамеры, мы получим 9 "же", если ракета летит вверх, а факел выхлопа направлен вниз, и 11 "же", если ракета летит вниз, и факел выхлопа направлен вверх).

Брат-2> Вот и мне казалось!
...
У меня парашют не был выброшен, данные после переворота как показано. Что удивительно при этом рули опять начинают работать. Но после окончания работы двигателя и до апогея система не работоспособна. Да и работоспособный участок так можно назвать с большим натягом, ведь акселерометры, да и гироскопы выдают очень грязные данные.

Б.г.> То есть, если масса ракеты 1 кг, а тяга движка 98 Ньютон, то, с точки зрения акселерометра, ракета будет двигаться с ускорением в 10 "же" (хотя, по измерениям с помощью видеокамеры, мы получим 9 "же", если ракета летит вверх, а факел выхлопа направлен вниз, и 11 "же", если ракета летит вниз, и факел выхлопа направлен вверх).
С движением вверх - вниз все прекрасно. Тяжело представить движение вбок и влияние силы притяжения. Спасибо за ответ, есть над чем подумать

Брат-2> Но зачем елочкой!

Чтобы сравнивать показания двух, а лучше нескольких, акселерометров. Чтобы тяга двигателя, торможение воздухом, вращение действовали на них разом и особо не меняли их показания между собой. А виляния вбок размазывали всю картину в показаниях

....
Nec> С движением вверх - вниз все прекрасно. Тяжело представить движение вбок и влияние силы притяжения. Спасибо за ответ, есть над чем подумать

К сожалению, пусть и слабые, но надежды, улетучились как дым, думать больше не над чем, совершенно бесполезно! Вот с одними гироскопами явно просматривался результат, но там непреодолимые проблемы с ошибкой накопления. В принципе по оси Z можно осуществить гиростабилизацию, можно для исправления ошибки использовать компас, а можно просто плюнуть на эту ошибку, ну провернется на пол оборота, не критично. Так подобное не интересно!

Брат-2> К сожалению, пусть и слабые, но надежды, улетучились как дым,....
Блин, неймется! При слабом внешнем процессоре есть способ использования внутреннего, MPU6050 таковой имеется, так называемый DMP. Вот там можно получить и углы Эйлера, и кватернионы, считается, что это оптимальный вариант получения данных. Однако суть остается прежней, для коррекции гироскопов используются акселерометры, то есть для наших условий это бесполезно.

Брат-2> Блин, неймется! При слабом внешнем процессоре есть способ использования внутреннего, MPU6050 таковой имеется, так называемый DMP. Вот там можно получить и углы Эйлера, и кватернионы, считается, что это оптимальный вариант получения данных. Однако суть остается прежней, для коррекции гироскопов используются акселерометры, то есть для наших условий это бесполезно.

Для коррекции гироскопов можно использовать солнечный датчик и магнитометр. Вместе они дадут жёсткий трёхосный каркас, тем более точный, чем дальше Солнце от магнитного меридиана. Но тогда в систему понадобится ещё и GPS приёмник - для определения места и времени.

Гироскопы, однако, всё равно будут необходимы - и солнечный, и магнитный датчики сравнительно медленные, а, в цепи управления необходима угловая скорость.

И математика там будет нетривиальная, о, да!

Б.г.> Для коррекции гироскопов можно использовать солнечный датчик и магнитометр.
Б.г.> И математика там будет нетривиальная, о, да!

Чувство, что вы все знаете, на шаг, на десять шагов вперёд. Знаете как сделать так чтобы работало. Но молчите и ухмыляетесь)

Б.г.>> Для коррекции гироскопов можно использовать солнечный датчик и магнитометр.
Б.г.>> И математика там будет нетривиальная, о, да!
Nec> Чувство, что вы все знаете, на шаг, на десять шагов вперёд. Знаете как сделать так чтобы работало. Но молчите и ухмыляетесь)

Не молчу. Но у меня нет готового работающего кода. Я могу поделиться, например, тем, что уже написано. Там не очень тривиально - я пишу без плавающей арифметики, с фиксированной точкой. Причём, силы иссякли и я с мая не брался за код. Уже полгода.

Я использую гироскоп средней точности - ADIS16460, - который для большинства ракетолюбителей чересчур дорог (250 долларов!) и довольно специфические методики для калибровки и коррекции нуля (от температуры, от линейного ускорения, и т.д.).

В результате, уход даже на вибростенде не превышает 4,5 градусов за 400 секунд. Но и 4,5 градуса - это очень много, если говорить о "настоящей" ракете. Поэтому у меня предусмотрена коррекция по датчику Солнца.

Б.г.> В результате, уход даже на вибростенде не превышает 4,5 градусов за 400 секунд. Но и 4,5 градуса - это очень много, если говорить о "настоящей" ракете. Поэтому у меня предусмотрена коррекция по датчику Солнца.
Вот график с вибростенда.


Приведены компоненты кватерниона. Для малых углов можно считать их углами в радианах, поделенные на два.
То есть, если цифры по вертикальной оси помножить на 114, получатся градусы.
Прошу прощения, предыдущий график был с выключенной вибрацией.