Алгоритм стабилизации в пространстве на гироскопе?

[whoim]

Привет всем. Скоро придется осваивать данную сферу, готовлюсь.
Речь идёт о удержании "горизонта" или положения относительно него. Пусть будет тангаж (наклонение носа модели вверх или вниз).

У нас есть гироскоп, который выдает на микроконтроллер текущее отклонение по оси от "нуля", за который принят горизонт (параллельно земле). Есть различные динамические факторы, пусть ветер, которые дестабилизируют модель в этой плоскости. Управляет стабилизатор например элевонами / элеронами / рулями высоты - не суть важно.

Первое решение очевидно - считываем отклонение от нуля, рассчитываем поправку по таблице, может линейно аппроксимируем между соседними значениями в таблице и даём сигнал на сервы, которые компенсируют уход по тангажу.
Например, модель начинает выравниваться, подходит близко к нулю, но заложенного значения в таблице нехватает для вывода носа в полный ноль. Как быть?

Пока придумал только хранить два последних значения отклонения (или сразу разницу между ними), и проверять их раз в Х миллисекунд. Если они не изменились или ухудшились - увеличивать потихоньку некий дополнительный модификатор. Уменьшать его, если разница значений сократилась или ушла.

Скажите, верный ли это алгоритм, или я чего то не вижу?)

[ForcePoint]

В автопилотах, по данным агенства ОБС, нынче модны фильтры Калмана и кватернионы.

Ну а если по рабоче-крестьянски, то, может-быть, ПИД-регулятор сгодится? Тем более, что характеристики электро-модели практически(?) постоянны(?) в отличие от моделек с топливом или полезной нагрузкой.

[mike-y-k]

whoim, вариантов множество, кроме гироскопа совсем неплохо еще акселерометр задействовать.
Таки стоит для начала рассмотреть модель управления и провести расчеты…
Собственно есть множество уже готовых методов в ТАУ…

[индюк]

бисикерского почитать. не???

[whoim]

В автопилотах, по данным агенства ОБС, нынче модны фильтры Калмана и кватернионы.

Ну а если по рабоче-крестьянски, то, может-быть, ПИД-регулятор сгодится? Тем более, что характеристики электро-модели практически(?) постоянны(?) в отличие от моделек с топливом или полезной нагрузкой.

Калман - на входе с датчиков, гироскопа, это понятно. Мне пока нужно определится с алгоритмом управления.
Параметры то более-менее постоянны, но цель - обслуживать динамические ситуации, пусть и с огрехами.
По сути, что то издалека похожее на пид и получится, для каждой оси. Только со знаками плюса / минуса и пока неясно, в какой зависимости от обратной связи, коей являются показания гироскопа. Но есть и нюанс - нужно дополнительно подстраиваться под ситуацию. То есть если движения в нужном направлении все же нет, если оно должно быть - изменять дополнительные коэффициенты, чтобы дело пошло.

[индюк]

У меня отец лет 20 для ракет проги писал. Да и щас на каыедре сау/ракетостроения Могу связать, но за деньги.
Чо ваще надо то и чо за система? Кандидатская или магистр? Молочная?

[whoim]

whoim, вариантов множество, кроме гироскопа совсем неплохо еще акселерометр задействовать.
Таки стоит для начала рассмотреть модель управления и провести расчеты…
Собственно есть множество уже готовых методов в ТАУ…

Я под гироскопом называю акселерометр+гироскоп+готовую под них либу. На выходе по описанию то что нужно - показания в градусах после калибровки, конечно.

Модель управления то и выдумывается сейчас, а вот расчеты там особо не проведешь без практики. Слишком много всего, плюс изначально нестабильная в воздухе конструкция. Но правильный стабилизатор изменил бы в корне ситуацию, чего я и хочу.
Есть на что ориентироваться без стабилизации - готовый код, формулы для управления. Конечно, сначала реализую это, разберусь досконально как работает, потом буду экспериментировать с модификаторами и пытаться вносить изменения.

[whoim]

У меня отец лет 20 для ракет проги писал. Да и щас на каыедре сау/ракетостроения Могу связать, но за деньги.
Чо ваще надо то и чо за система? Кандидатская или магистр? Молочная?

Денег нет, наработка планируется для некоммерческой помощи кое-каким иногда спасающим жизни ребятам. Больше не буду говорить, ибо лучше сесть жопой в лужу в тишине, чем под множественные аплодисменты )

[whoim]

бисикерского почитать. не???

Явно не помешает, спасибо. Запланирую.

[mike-y-k]

whoim, таки это будет видимо что-то коптерное или планерное…
Таки лучше в студию планируемые характеристики, можно будет что-то посчитать и дать какие-то рекомендации.
Теория ЛА однако математическая дисциплина и начинать работу надо именно с неё.

А на выходе гироскопа с акселерометром совсем не градусы нужны, а готовая матрица с коэффициентами для системы управления. Времени для долгих расчетов там просто нет - очень маленькая масса покоя такого ЛА, небольшой запас по энерговооружённости и возможности реакции. Плюс алгоритм не должен ещё и в колебательный режим входить. Плюс обратная связь по текущему состоянию всех систем управления для расчёта новых коэффициентов или даже смене алгоритма управления.
Попытки по наитию создать правильный алгоритм управления чаще всего приводят к непредвиденным ситуациям и авариям. Ляп с вектором взлёта с другого космодрома и последующая его коррекция тому хороший пример…

PS Смена алгоритма управления например необходима при предельном или близком значении на любом регуляторе и продолжающемся возмущающем воздействии на ЛА. Для планирующих без смены алгоритма большой риск срыва ЛА в штопор.