Стабилизация ЛА по крену

Добрый день! Пишу программу управления ЛА по типу конвертоплана. Скрин для понимания прикладываю. Проблема в стабилизации аппарата в поперечном канале. Проще говоря - по крену. Смотрите картинку. Стабилизировать ЛА в продольном канале можно путем вращения вектора тяги в плоскости симметрии, но в поперечной плоскости такой возможности нет. Нужно создавать момент разностью тяг на левом и правом винте. Для простоты сразу скажу, что не важно винт это или что еще. Есть просто точка приложения силы и центр масс.

Изначально я делал так. Есть вектор требуемой тяги. По стандарту я делю его пополам и отправляю на каждый из двигателей. Если имеется угол крена (пока без учета вращения), который можно определить по присутствию "боковой" координаты вектора веса связной СК, то я брал эту координату и с одной стороны вычитал из модуля вектора тяги, а с другой прибавлял. Получается момент пропорциональный углу крена и стремящийся свести этот угол к нулю. Но проблема выскочила неожиданно...

Дело в том, что ЛА имея крен и получая момент на его компенсация приобретал, если я правильно понимаю, импульс вращения, который ничем не гасится, и на момент, когда угол крена = 0, импульс продолжает аппарат наклонять. Далее все повторяется, но в противоположную сторону. Получается, что аппарат всегда раскачивается и не стабилизируется. И ка кэто преодалеть я не знаю. Через угловую скорость? Может кто сообразит?

Миниатюры

 

0

Сообщение от Cyrtolat Получается момент пропорциональный углу крена и стремящийся свести этот угол к нулю.

Вы практически изобрели пропорциональный регулятор.

Сообщение от Cyrtolat Далее все повторяется, но в противоположную сторону. Получается, что аппарат всегда раскачивается и не стабилизируется. И ка кэто преодалеть я не знаю. Через угловую скорость? Может кто сообразит?

Если с тем что вы изобрели все правильно, то колебания должны затухать, если не затухают нужно уменьшать коэффициент регуляции.
Ну а вообще для более плавного выхода в заданную позицию стоит попробовать добавить дифференциальное звено.
https://ru.wikipedia.org/wiki/ПИД-регулятор

Сообщение от Cyrtolat Пишу программу управления ЛА по типу конвертоплана.

ЛА надеюсь игрушечный?

0

ЛА в игре))) Не бойтесь, настоящие не проектирую) Но хочу сделать и игрушечный)

С ПИД-регулятором знаком и собираюсь его использовать. Да, пропорциональная часть есть, но как к ней добавить дифференциальную часть? От чего ее считать? Я этого не понимаю. Нужно что-то вроде импульса, только вращательного.

0

Сообщение от Cyrtolat От чего ее считать?

От того же сигнала. Т.е. на вход пропорционального как понимаю отклонение от вертикали приходит? От производная по времени этого отклонения и есть угловая скорость по крену. Ну и ее получается и регулируем диферринциальным звеном пропорционально отклонению - т.е. идея как раз в том чтобы снижать разнотяг при подходе к вертикали.
Если от другого сигналу это ужо другой регулятор.

Сообщение от Cyrtolat но как к ней добавить дифференциальную часть

Ну считаем производную от сигнала - т.е. ототклонения по времени. Т.е. банально (текущая-предыдуща)/dt умножаем на коэффициент и добавляем к выходу ну к тому что пропорциональное насчитало.

Добавлено через 1 минуту

Сообщение от Cyrtolat С ПИД-регулятором знаком и собираюсь его использовать

С регуляцией первое что надо понимать - точно на задание выйти/удержаться невозможно. Возможно удерживать отклонение от задания в каких то пределах.

Добавлено через 3 минуты

Сообщение от Cyrtolat ЛА в игре)))

Еродинамика считается или в сферическом ваккууме на винтах рассекаем? Если считается то сопротивление воздуха этот момент вращения очень быстро погасит.

Добавлено через 11 минут
Cyrtolat, Да кстати там еще и гироскопический момент винтов будет момент по крену гасить. Так что если физика честная, то чтобы раскачать его надо ой как постараться.

0

Сообщение от Fulcrum_013 От того же сигнала. Т.е. на вход пропорционального как понимаю отклонение от вертикали приходит? От производная по времени этого отклонения и есть угловая скорость по крену. Ну и ее получается и регулируем диферринциальным звеном пропорционально отклонению - т.е. идея как раз в том чтобы снижать разнотяг при подходе к вертикали. Если от другого сигналу это ужо другой регулятор.

В распоряжении имею как сам угол, так и его производную в виде угловой скорости. Но на движки подаю силу в ньютонах. Поэтому нужно как-то перейти от угла к силе. Тут дело не в ПИД регуляторе. Можно использовать выходной сигнал как некий коэффициент к боковой силе.. кстати... Попробую... Спасибо за наводку.

Сообщение от Fulcrum_013 Еродинамика считается или в сферическом ваккууме на винтах рассекаем? Если считается то сопротивление воздуха этот момент вращения очень быстро погасит. Да кстати там еще и гироскопический момент винтов будет момент по крену гасить. Так что если физика честная, то чтобы раскачать его надо ой как постараться.

Аэродинамики и в помине нет. А жаль. Я сам по специальности аэродинамик (не бойтесь, по специальности не работаю), поэтому очень хочется попробовать сконструировать в рамках игры что-то летающее по законам аэродинамики, а не обычной динамики.

0

Сообщение от Cyrtolat Можно использовать выходной сигнал как некий коэффициент к боковой силе..

Ну так он и работает - на вход сигнал с датчика на выход сигнал установки мощности привода. В результате и получается что то в духе конвертирования угла в ньютоны и т.п.

Добавлено через 6 минут

Сообщение от Cyrtolat поэтому очень хочется попробовать сконструировать в рамках игры что-то летающее по законам аэродинамики,

Ну в простейшем варианте все скорости в т.ч. угловые на каждом шаге модели домножаются на коэффициент a<1. В общем то как то с точностью плюс-минус лапоть но сопротивление какое то ощутимое появится. Подъемной силы конечно не даст но от раскачки которой быть не должно в принципе спасет. А то что то уж совсем жутики - схему с разнесеннымии винтами, у которой статическая устойчивость по крену, что у бункера с линии Маннергейма, стабилизировать не удается.

0