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Wolfgang Mahringer
Guest
Hallo Regeltechnik-Experten 
Erstmal zur Vorgeschichte:
Es begann als Feiertagsprojekt: Ich baue ein Silverlit
X-Ufo um. Das ist ein Flug-Modell (etwa 60cm Durchmesser)
mit 4 Motoren, mit deren Hilfe Auftrieb und Flugrichtung
gesteuert werden sollen.
Wers nicht kennt, hier ist ein Bild es Original-Ufos:
http://images-eu.amazon.com/images/P/B0007A0RD8.03.MZZZZZZZ.jpg
Die schlechte Haltbarkeit der Winzig-Bürstenmotoren sowie die
miese Qualität des Gyros, der zudem nur zwei Achsen
stabilisieren kann, haben mich dazu bewogen, das Ufo
umzubauen.
Ich habe also das Ufo mit 4 Brushless Motoren ausgerüstet.
Eine von mir entworfene Elektronik mit Mikropozessor
steuert die 4 Motoren so an, dass die gewünschte
Steuerrichtung (ähnlich wie beim Helikopter: Roll, Nick, Gier)
entsteht. Soweit funktioniert auch alles gut.
Es gibt dann noch 3 Piezo-Gyros, deren Kontrollsignale ebenfalls
in die 4 Motoren-Drehzahlen miteinfließen, denn das ganze soll ja
eigenstabil schweben.
Nun das Problem:
Sobald das Ufo abhebt, gerät es in eine Taumelbewegung,
die immer stärker wird. Das Ufo wird dann unfliegbar und stürzt ab.
Nehme ich die Empfindlichkeit der Gyros zurück (diese ist steuerbar),
wird zwar auch die Taumelbewegung schwächer, jedoch ist die
Gyro-Wirkung dann zu gering, um das Ufo stabil in der Luft zu halten.
Man merkt den Effekt sogar, wenn man das Ufo in der Hand
hält und Gas gibt. Das Modell fängt an zu taumeln, sobald man
eine Kippbewegung macht.
Ein ausführliches Logging ergab, dass diese Taumelbewegung
eine Periodendauer von 17 Gyro-Scans hat, wobei ein Scan
etwa 20ms lang ist.
Interessanterweise funktioniert die Gier-Wirkung hervorragend,
schnell und ohne aufzuschaukeln. Nur Rollen und Nicken
ist ein Problem. Es liegt wohl irgendwie auch daran, dass es
doch einige Zeit braucht, bis eine Drehzahlerhöhung auf einem
der Motoren wirklich zu wirken beginnt.
Das Ganze ist also ein richtig schöner Regelkreis
Das "Taumeln" tritt auch dann auf, wenn ich nur einen Gyro
wirken lassen (also nur Nicken oder nur Rollen) und ist
dann halt ein Pendeln.
Das Ausgangssignal der Gyros ist proportional zur (Winkel-)
Beschleunigung in der "empfindlichen" Richtung (positiv oder
negativ).
Hat von Euch jemand schonmal so eine 3-Achs-Stabilisierung
gemacht und kann Tipps geben, wie man diese Schwingung
wirksam abstellen könnte?
Ich komme einfach nicht weiter.
Viele Grüße,
Wolfgang
--
From-address is Spam trap
Use: wolfgang (dot) mahringer (at) sbg (dot) at
Erstmal zur Vorgeschichte:
Es begann als Feiertagsprojekt: Ich baue ein Silverlit
X-Ufo um. Das ist ein Flug-Modell (etwa 60cm Durchmesser)
mit 4 Motoren, mit deren Hilfe Auftrieb und Flugrichtung
gesteuert werden sollen.
Wers nicht kennt, hier ist ein Bild es Original-Ufos:
http://images-eu.amazon.com/images/P/B0007A0RD8.03.MZZZZZZZ.jpg
Die schlechte Haltbarkeit der Winzig-Bürstenmotoren sowie die
miese Qualität des Gyros, der zudem nur zwei Achsen
stabilisieren kann, haben mich dazu bewogen, das Ufo
umzubauen.
Ich habe also das Ufo mit 4 Brushless Motoren ausgerüstet.
Eine von mir entworfene Elektronik mit Mikropozessor
steuert die 4 Motoren so an, dass die gewünschte
Steuerrichtung (ähnlich wie beim Helikopter: Roll, Nick, Gier)
entsteht. Soweit funktioniert auch alles gut.
Es gibt dann noch 3 Piezo-Gyros, deren Kontrollsignale ebenfalls
in die 4 Motoren-Drehzahlen miteinfließen, denn das ganze soll ja
eigenstabil schweben.
Nun das Problem:
Sobald das Ufo abhebt, gerät es in eine Taumelbewegung,
die immer stärker wird. Das Ufo wird dann unfliegbar und stürzt ab.
Nehme ich die Empfindlichkeit der Gyros zurück (diese ist steuerbar),
wird zwar auch die Taumelbewegung schwächer, jedoch ist die
Gyro-Wirkung dann zu gering, um das Ufo stabil in der Luft zu halten.
Man merkt den Effekt sogar, wenn man das Ufo in der Hand
hält und Gas gibt. Das Modell fängt an zu taumeln, sobald man
eine Kippbewegung macht.
Ein ausführliches Logging ergab, dass diese Taumelbewegung
eine Periodendauer von 17 Gyro-Scans hat, wobei ein Scan
etwa 20ms lang ist.
Interessanterweise funktioniert die Gier-Wirkung hervorragend,
schnell und ohne aufzuschaukeln. Nur Rollen und Nicken
ist ein Problem. Es liegt wohl irgendwie auch daran, dass es
doch einige Zeit braucht, bis eine Drehzahlerhöhung auf einem
der Motoren wirklich zu wirken beginnt.
Das Ganze ist also ein richtig schöner Regelkreis
Das "Taumeln" tritt auch dann auf, wenn ich nur einen Gyro
wirken lassen (also nur Nicken oder nur Rollen) und ist
dann halt ein Pendeln.
Das Ausgangssignal der Gyros ist proportional zur (Winkel-)
Beschleunigung in der "empfindlichen" Richtung (positiv oder
negativ).
Hat von Euch jemand schonmal so eine 3-Achs-Stabilisierung
gemacht und kann Tipps geben, wie man diese Schwingung
wirksam abstellen könnte?
Ich komme einfach nicht weiter.
Viele Grüße,
Wolfgang
--
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