Sehr schöner Start. Falls ich mich nicht verguckt habe, war die geregelte Flugzeit ca. 3 sec und es waren 3 Schwingungen. Die Regelfrequenz liegt dann bei 1 Hz. Für solche langsamen Flüge reicht es augenscheinlich aus. Geschätzte 10m/s, oder? Nehmen wir mal 600m und 6sec Flugzeit kämmen wir auf 10Hz Regelschwingungen. Desweiteren sah man die Regelschwingungen ganz gut, sollte man aber nicht. Geschätzte 30 bis 50Hz müsste man schon erreichen. Oder was meint ihr?

Sollte mit modernen servos gut hinzubekommen zu sein.

Die haben eine beschwindigkeit von 0,2 sec auf 60 °, sprich bei sagen wir mal 5° auslenkung könnten die mit ~ 60 Hz betrieben werden... Mehr Auslenkung sollte man nicht brauchen, hoffe ich, denn dann würde es wieder sehr "sichtbar".

Wenn man mit 60 Hz arbeitet, sollte es garnicht zu einer so großen Abweichung kommen, das man mehr als 5° gegenlenken muß. Ab einer gewissen Geschwindigkeit übernimmt dann eh Hr. Barrowman die Stabilisierung, oder?

1. ich wäre wirklich der letzte, der das Thema unterschätzt. Ich weiß, daß es schwieriger sein wird, als die meisten hier annehmen. Ich bin auch nicht sicher, ob ich ein System in endlicher Zeit entwickeln kann, aber es ist zumindest mein Ziel.
2. Am meisten fehlt mir wirklich die praktische Erfahrung in regelungstechnischer Hinsicht. Mal schauen wo da meine "Phasenreserve" liegt, bevor ich ausflippe.
3. Ich plane keine Schubvektorsteuerung, obwohl ich kein Problem in mechanischer Sicht sehe, aber die Antriebsphase ist bei Feststoffmodellen zu kurz.
Also kein Balanceakt von 50m in 6 s. Die Lageregelung wird wahrscheinlich erst 1 Sekunde nach dem Start aktiv (je nach Beschleunigung).
4. Ich sehe keine großen Ressourcenproblem. Wenn 4 Prozessoren nicht reichen, nimmt man halt noch einen dazu.
Auch 50-100 Positionsbestimmungen/s müßten möglich sein.
5. Der Tipp mit dem Piezo Gyro war schon gut, an den hatte ich tatsächlich gedacht. Also werde ich mir Christians SMM Sensoren näher anschauen.
Ich gehöre ja neuerdings zum Automotive Bereich.

Winfried

Hi,

ich würde die Unterteilung in andere Teillösungen packen:

1. Sensoren
2. Akuatoren (Servos)
3. Ruder und deren Mechanik.
4. Microcontroller
5. Software

Ich würde auch bei der Steuerung alles in Teillösungen zerlegen:

1. Fluglage Auswertung für nur eine Achse
2. Positionsbestimmung im Raum.
3. Übergeordent die Fluglage so beeinflussen das die Lage im Raum mehr dem Sollwert entspricht.

zu den Sensoren:
Das Problem ist die große Startbeschleunigung. Man kann aber die Sensorachse so ausrichten, das diese für jede Achse die gemessen werden muss nicht beeinflusst wird. Wir wir wollen ja bei der Steuerung zwei Dinge regeln.

1. Ausrichtung im Raum. Was man gut über ein Drehmomentsensor lösen kann.
2. Beschleunigung im Raum oder für jede Achse. Hier wiederum brauchen wir aber nicht ganz so feine Sensoren wie bei dem Drehmoment. Da kann man dann einfachere nehmen mit einem größeren Messbereich.

Zu den Servos:
Ich würde hingehen und schnelle Servos umbauen. Also die Elektronik die sonst genommen wird raus und dafür was schnelleres rein. Da wir die Servos nur kurz benutzen wollen, können wir den Motor kurzzeitig mit Überspannung fahren was noch mehr Geschwindigkeit ergibt.
Aber warum Servos? Warum keine Druckluftdüsen?

Noch eine Frage, wie funktionieren die Piezokreisel. Wird dort einfach die Ladung gemessen die der Quarzkristall erzeugt wenn er belastet wird? Das scheint mit ein bißchen zu wenig an Ladung zu werden wenn kleinste Drehmomente messen will. Also muss es anders funktionieren.

Gruß

Neil

Hallo,

Piezogyros enthalten einen schwingenden Balken. Wenn er um die entsprechende Achse gedreht wird, kann man die Corioliskraft messen.

Die Magnetfeldsensoren eignen sich nur zur Unterstützung des Systems, ich glaube Winfried hat das so gemeint. Es gibt nämlich bestimmte Bewegungen (Korkenzieher entlang einer Feldlinie) die solch ein System nicht bemerken kann.
Am einfachsten kann man sich das vorstellen wie eine Stripperin an der Stange. Die rotieren in allen möglichen Körperhaltungen an einer Stange herunter, wie jeder Aussenstehende sehen kann. Aus ihrer Sicht bleibt aber ihre Lage zur Stange immer konstant. Die Jüngeren im Forum denken bitte an die Feuerwache aus dem Fernsehen.

Offensichtlich sind Piezos auch für anspruchsvollere Anwendungen geeignet. Kurzes Googeln nach "QRS11" hilft hier weiter. Stückpreise von 1-2K$ und amerikanische Exportrestriktionen machen die Dinger aber etwas unattraktiv. Boing hatte deswegen ein paar Probleme, Flugzeuge nach China zu verkaufen. Ich glaube der Hersteller hat auch etwas passenderes im Programm.

Die Produkte von Murata (Gyrostar) und Analog Devices (wer lötet gerne BGAs ) sind vermutlich schon bekannt. Wenn ich mich richtig erinnere, hat Bosch auch welche im Programm.

Vor der Regelung hätte ich nicht zu viel Angst. Bei den Probeflügen werden z.B. die Steuerfinnen kleiner gemacht, oder der Stellwinkel runterskaliert. So kann man den Regelalgorithmus beobachten und optimieren, ohne dass die Rakete wilde Haken schlagen kann.

Wie wäre es eigentlich für die Erprobungsphase einen Hybriden zu verwenden? Lange Brenndauer und niedrige Wiederladekosten wären doch genau das richtige.

Gruß
Reinhard

Nur zum Verständnis - die "Modellbaukreisel" (unabhängig davon, ob nun Piezo oder SMM) werten nur die Winkelbeschleunigung aus, nicht den Absolutbetrag der Winkeländerung? Kann man daraus überhaupt so ohne weiteres Steuerinformationen gewinnen?

Worauf ich hinauswill: anstelle einer Referenzplattform erhält man so doch nur einen dreiachsigen Sensor für Beschleunigungen. Zumindest wäre das nur redundant zu eventuell gleichfalls vorhandenen Beschleunigungssensoren. Und wenn nun beispielsweise ein Gyro sagt, "an Achse Y gibt's gerade eine Winkelbeschleunigung vom Wert A" - reicht es dann wirklich, wenn der Servo entsprechend "gegenhält"? Die äußeren Einflüsse auf die Rakete dürften ja eher komplex sein, und die Auswirkungen der Steuerbewegungen (z.B. Präzession) ebenfalls. Was IMHO dazu führen könnte, daß der Controller zwar der Meinung ist, die Flugbahn sei geradlinig, es aber mangels absoluter Meßwerte nicht wirklich der Fall sein muß. Resonanzen im Steuerkreis sehe ich da noch als kleineres Problem an.

Wobei ich ehrlich zugeben muß, daß ich keine Ahnung habe, wie man zu Absolutwertkreiseln kommen könnte. Das wäre zwar eine (un-)dankbare Aufgabe für einen Uhrmacher mit 30 Jahren Berufserfahrung, aber für "Otto Normalbastler" wohl eher illusorisch. Andererseits habe ich keine Ahnung, ob es aktuelle Microcontroller doch schaffen würden, die Beschleunigungsdaten der jeweiligen Sensoren nicht nur zu erfassen, sondern in Echtzeit zu integrieren und (untereinander verknüpft) auszuwerten...

@Neil:
Du schreibst oben Fluglage Auswertung für nur eine Achse. Ich fürchte, daß das nicht so ohne weiteres möglich sein wird, da sich jede Steuerbewegung durch Gyroskopeffekte auch sofort auf die anderen Achsen auswirkt. Die Regelung müßte (zumindest IMHO, aber ich bin da nur Laie) doch zumindest zwischen von außen induzierten Lageveränderungen und den Rückwirkungen des Regelkreises unterscheiden können?

Viele Grüße,
Thomas

PS: Zum Thema Rollerons gibt's noch etwas hier (aus dem Italienischen gebabelfisht). Wenn überhaupt, versuche ich es erstmal damit - zumal ich mir große Raketen (die man für die Umsetzung einer Gyro-Lösung zwangsläufig braucht), noch nicht wirklich zutraue...

Salü Thomas

Du hast natürlich Recht: sie messen nur Beschleunigungen; und genau das sollen sie im Modellheli auch tun. Machen sie schon lange sehr gut; da gings ja auch nur darum, Bewegungen um die Gierachse so weit zu dämpfen, dass der Heli steuerbar wird - die Stabilität sollte um alle Achsen vergleichbar sein. Um Nick- und Rollachse wirkt der Rotor als Kreisel, die ist stark gedämpft; die Hochachse von der Flugphysik her fast gar nicht.
Unterdessen sind die Piezokreisel so genau, dass sei aufgrund der Beschleunigung über Integration die Drehgeschwindikeit und nochmalige Integration die Lage im Raum ermitteln können. Und das ist genau das, was eine Rakete braucht.
3D-Heli-Piloten fliegen unterdessen mit über 10m/s rückwärts (also in die instabile Richtung!) und der Heli behält seine Richtung bei - sog. "heading lock". Muss natürlich abschaltbar sein, ein normales Herumfliegen ist so nicht möglich, ich will ja auch mal eine Kurve fliegen.

Das Problem liegt wohl eher in anderen Parametern des Regelkreises. Dieser muss ja auf das Gesamtsystem abgestimmt sein, und das zu rechnen ...
Nix für mich, aber da gibt es ja Spezialisten dafür.

Gruss

Andi

Zitat:

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Original geschrieben von Andi Wirth
3D-Heli-Piloten fliegen unterdessen mit über 10m/s rückwärts (also in die instabile Richtung!) und der Heli behält seine Richtung bei - sog. "heading lock". Muss natürlich abschaltbar sein, ein normales Herumfliegen ist so nicht möglich, ich will ja auch mal eine Kurve fliegen.

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Stimmt so nicht ganz. Ich bin alles andere als ein 3D-Pilot, eher Anfänger, und fliege auch wenig rückwärts (außer wenn ich den Heli sicher zu mir zurückfliegen will, vorwärts geht in Gegenrichtung noch nicht so gut). Trotzdem fliege ich immer Headinglock. Man muss das Heck dann einfach bewusst steuern. Setzt sich immer mehr durch, den Heli auf diese Weise komplett unter Kontrolle zu haben.

HL ist letztlich auch das, was Du bei einer Rakete brauchst. Sie soll letztlich die einmal vorgegebene Richtung (also senkrecht aufwärts) so lange halten, wie noch genug Speed da ist.

Hi,

Gyros messen die Winkelgeschwindigkeit. (Empfindliche angeblich sogar die Erdrotation)

Wenn es "nur" darum geht, eine Rakete möglichst senkrecht in den Himmel zu jagen, kann man auch so etwas verwenden. Der Typ, der selber eine Cruise Missile bauen wollte (siehe hier ), hätte das für die Lageregelung verwendet. Wahrscheinlich wird das käufliche Produkt für Raketen ungeeignet sein, aber 4 IR-Sensoren auszuwerten dürfte um Welten einfacher sein, als sich mit Gyros und Koordinatentransformationen etc. herumzuschlagen. Es muss auch die z-Achse nicht mehr berücksichtigt werden, wenn die Rotation darum nicht stört.

Wünsche noch ein schönes Fest
Reinhard

Zitat:

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Original geschrieben von Christian Schims
Stimmt so nicht ganz. Ich bin alles andere als ein 3D-Pilot, eher Anfänger, und fliege auch wenig rückwärts (außer wenn ich den Heli sicher zu mir zurückfliegen will, vorwärts geht in Gegenrichtung noch nicht so gut). Trotzdem fliege ich immer Headinglock. Man muss das Heck dann einfach bewusst steuern. Setzt sich immer mehr durch, den Heli auf diese Weise komplett unter Kontrolle zu haben.

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Das kann sein.
Ich bin eben noch von der alten Garde ... (habe noch ohne Kreisel angefangen) und die drei oder vier Piloten um mich herum ebenfalls; kommt wohl daher.
Ich wende auch bei Flugmodellen mehrere Stunden darauf, die Ruder aufeinander abzustimmen. Da müssen Reaktionen und Dämpfung bei allen drei Funktionen ähnlich sein - und HL passt in diesem Fall einfach nicht dazu.

Beste Wünsche auch von meiner Seite!
Andi