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Nueva forma de compensar la deriva giroscópica

Supongamos dos puntos en un espacio tridimensional y sólo nos importa su orientación, no su velocidad, posición o aceleración.

Ahora conecta esos dos puntos con un cuerpo rígido de cierta longitud, de forma que la orientación de cada uno de ellos dependa del otro.

Creo que hay una función constante que representa la relación constante entre esos puntos, ya que su orientación es interdependiente.

Y esa función constante depende de la distancia entre ellos y de los ángulos de los dos puntos respecto a 3 ejes de coordenadas. Pero siempre es constante.

Ahora soy un estudiante de bachillerato de 12º grado y las limitaciones de las Matemáticas de bachillerato están limitando mi imaginación de cómo debo enfocar el problema para encontrar la función, por favor recomiéndame algunos libros donde pueda estudiar para poder resolver este problema porque ni siquiera sé a qué parte de las matemáticas pertenece este problema.

Necesito resolver esto porque estoy haciendo un controlador de vuelo para quad-copter, y MEMS(Micro Electro-Mechanical System) Giroscopios son propensos a la deriva tremenda, que puede ser tratada como una función del tiempo.

Conectando dos giroscopios a un cuerpo rígido, y determinando el valor de esa función constante que he descrito antes, puedo poner las medidas brutas en esa función y compararla con la función Ideal o teórica y entonces determinar la desviación de la función con valor medido a la ideal, puedo ser capaz de determinar la deriva y compensarla.

Perdonen mis errores soy nuevo aqui

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Nate Puntos 21

El giroscopio MEMS devuelve su velocidad angular, no la orientación absoluta. Si se montan dos giroscopios de este tipo en un mismo cuerpo sólido, ambos devolverán (sin tener en cuenta los errores) el mismo valor, independientemente de la distancia a la que se monten. Los giroscopios MEMS reales también tienen cierta dependencia entre el desplazamiento y la aceleración lineal, por lo que los errores pueden ser diferentes según la posición de montaje y el centro de rotación real. Usted puede hacer algo de procesamiento estadístico de los valores devueltos de dos giroscopios que de alguna manera podría disminuir los errores, pero no mucho y es probable que no obtenga ninguna ganancia significativa en la estabilidad a largo plazo.

Se puede (al menos teóricamente) medir la aceleración centrífuga causada por la rotación mediante dos acelerómetros colocados lejos el uno del otro, pero en la mayoría de los casos (y dimensiones prácticas) el error será mayor que con un simple giroscopio.

Con una cuidadosa cancelación de bias es posible conseguir una estabilidad bastante impresionante, pero necesita bastante trabajo y calibración (algunas fuentes de deriva de bias, como una temperatura por ejemplo, ya pueden ser canceladas internamente en el chip IMU OTOH, estudia su hoja de datos cuidadosamente).

Sin embargo, para el controlador de vuelo, un enfoque que utilice una referencia "externa" (si está disponible) será probablemente más adecuado para la estabilidad a largo plazo. Los giroscopios MEMS pueden ser perfectos para la retroalimentación de control, etc., pero por lo demás, si se tiene acceso a datos de GPS y brújula magnética, suele ser mejor utilizarlos.

Los valores de cabeceo y balanceo pueden calcularse tomando un vector de aceleración del GPS, añadiéndole la aceleración (fija) de la gravedad (el GPS devuelve la aceleración en un sistema de coordenadas referenciado a la Tierra, por lo que esta operación es sencilla) y comparándolo con el vector de aceleración devuelto por los acelerómetros de a bordo. Estos dos vectores deberían tener la misma magnitud, pero diferentes valores de componentes (ya que uno está expresado en el sistema de coordenadas de la Tierra y el segundo en el de la aeronave). A continuación, simplemente tome el ángulo entre estos dos vectores.

Para datos de brújula magnética o GPS en movimiento.

También, probablemente vinculado: https://physics.stackexchange.com/a/137419/147802

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