roboforum.ru

Технический форум по робототехнике.

 

Скорость реакции MEMS гироскопа

Раздел создан специально для людей которым интересна робототехника, но в силу разных причин они не знают с чего начать.
Задавайте ваши вопросы, какими бы простыми они не казались, постоянные посетители форума постараются ответить на них по мере своих сил.
Робот своими руками. Самодельный робот.

Скорость реакции MEMS гироскопа

Сообщение DrSergey » 10 июл 2011, 17:28

Доброго времени суток.
Есть у меня задумка сделать двухколесного робота, самобалансирующего соответственно, так чтобы н мог ездить со скоростью 40 - 50 км/ч примерно, отрабатывал ямки, горки подъёмы, ветер и т.д. :)
Присмотрел такую штуку для определения углов http://www.analog.com/en/mems-sensors/i ... oduct.html , но не совсем понимаю один момент, в подобных MEMS гироскопов есть такая штука как ФНЧ которая настроена(в данном случаи) на примерно 77 Hz, я так понимаю что данные о положении угла и следуют с него именно с такой частотой ?? Если этот так, то для задуманной скорости движения и всего остального этого очень мало, по моим расчетам скорость обновление данных угла положения нужно > 2 KHz, может у кого есть идеи ?
DrSergey
 
Сообщения: 18
Зарегистрирован: 10 июл 2011, 17:08

Re: Скорость реакции MEMS гироскопа

Сообщение boez » 10 июл 2011, 22:00

Неправильно думаешь. Данные будут приходить с той частотой, с которой ты их будешь запрашивать. Максимум чуть меньше 250 кГц :) (8 МГц SPI clock / 32 бита). Но вопрос не в этом, вопрос в задержках. Задержки расписаны все на стр. 13, суммарная выходит 6.2 мс. На предполагаемых 15 м/с это порядка 100 мм пути, довольно много. Идеи - сначала эту штуку помоделировать в каком нить матлабе, с учетом вот этой задержки в 6 мс и посмотреть, насколько она влияет. Если критично - искать гиру пошустрее.
boez
 
Сообщения: 1974
Зарегистрирован: 27 авг 2008, 10:45
Откуда: Харьков
прог. языки: С/С++

Re: Скорость реакции MEMS гироскопа

Сообщение DrSergey » 10 июл 2011, 22:26

Данные задержки и частота - это скорость SPI интерфейса, а не скорость с которой поступают данные с датчика после "BAND-PASS FILTER" на ADC (стр. 13), по SPI можно запрашивать данные с частотой 250 кГц, но обновляться они будут с частотой 77 Гц. Может я и ошибаюсь и упустил какой-то момент(надеюсь что упустил, иначе моя задумка не реализуема :( )
А про моделирование в матлабе уже думал, если у кого есть ссылочки на подобные материалы, буду рад. с нуля такое осилить не так просто оказалось.
DrSergey
 
Сообщения: 18
Зарегистрирован: 10 июл 2011, 17:08

Re: Скорость реакции MEMS гироскопа

Сообщение boez » 10 июл 2011, 22:40

А, во, сразу не заметил, на 23 стр. написано - Rate register update rate about 485 Hz. Да, значит если опрашивать чаще - данные будут те же самые. Но я собственно к чему начал - частота среза фильтра и частота обновления данных - это разные вещи, как правило вторая выше первой. Но эти 77 Гц, а также упомянутая задержка, будут ограничивать быстродействие регуляторов, построенных на этих гироскопах. Так что наверное нужно искать более быстрый (пусть и менее точный) гироскоп.
boez
 
Сообщения: 1974
Зарегистрирован: 27 авг 2008, 10:45
Откуда: Харьков
прог. языки: С/С++

Re: Скорость реакции MEMS гироскопа

Сообщение DrSergey » 11 июл 2011, 00:27

В таких гироскопах точность-скорость обратно пропорциональны друг другу.
Есть такая идея - собираем несколько подобных гироскопов, запускаем каждый со сдвигом по частоте, и тогда в принципе можем получить, в кратное количеству гироскопов, раз больше скорость.
В сторону лазерных думал, но по слухам цены на такие штуки заоблачные, если в курсе то примерно в каком диапазоне?
DrSergey
 
Сообщения: 18
Зарегистрирован: 10 июл 2011, 17:08

Re: Скорость реакции MEMS гироскопа

Сообщение HarryStar » 11 июл 2011, 08:15

В теории наверно можно. 4 гироскопа вам дадут как раз около 2 кГц скорость.
А зачем такая скорость нужна? Хотите сделать балансирующий самокат для человека?
Аватара пользователя
HarryStar
 
Сообщения: 973
Зарегистрирован: 15 ноя 2010, 13:56
Откуда: Нижний Новгород
прог. языки: С, С++, РНР

Re: Скорость реакции MEMS гироскопа

Сообщение Michael_K » 11 июл 2011, 08:24

Задержка-то все равно останется. Хоть сто гироскопов поставь.

Но что-то мне подсказывает, что за 5 миллисекунд угловая скорость сигвея (например) не сильно изменится. (Ну если не въезжать на скорости 50 км/ч в стену). Но это уже от механики будет зависеть. Вообще, скорости, по-моему, заявлены не очень реальные.
Аватара пользователя
Michael_K
 
Сообщения: 6034
Зарегистрирован: 07 окт 2009, 00:29
Откуда: СПб

Re: Скорость реакции MEMS гироскопа

Сообщение =DeaD= » 11 июл 2011, 08:34

Вообще не понял, какой потайной смысл для гироскопа оценивать линейную скорость?
И тем более оценивать, что платформа проедет 0.1м за время запаздывания измерения?

Если вы не собираетесь устраивать из платформы вертолёт или гонять по пересеченной местности - всё нормально он будет стабилизировать, а если будете в поребрик с разбегу влетать - тут никакая гира не поможет. Навернетесь только так.
Проект [[Open Robotics]] - Универсальные модули для построения роботов
Аватара пользователя
=DeaD=
 
Сообщения: 24053
Зарегистрирован: 06 окт 2004, 18:01
Откуда: Ебург
прог. языки: Pascal / C++ / PHP / 1C
ФИО: Антон Ботов

Re: Скорость реакции MEMS гироскопа

Сообщение Grem » 11 июл 2011, 10:22

Щас же лето, а летом гироскопы даже видео передают, не то, что линейную скорость меряют.
"There is nothing better than sliding down snow and flying through the air" (с) Shane McConkey.
Lieber ein Brett am Fuß als eins vorm Kopf, aber lieber ein Brett vorm Kopf als zwei am Fuß.
Аватара пользователя
Grem
 
Сообщения: 1523
Зарегистрирован: 16 май 2009, 12:50
Откуда: Россия, Севастополь
прог. языки: Java, C

Re: Скорость реакции MEMS гироскопа

Сообщение Michael_K » 11 июл 2011, 10:48

=DeaD= писал(а):Если вы не собираетесь устраивать из платформы вертолёт или гонять по пересеченной местности - всё нормально он будет стабилизировать, а если будете в поребрик с разбегу влетать - тут никакая гира не поможет. Навернетесь только так.

Мне тоже так кажется, но это нужно оценивать, конечно, исходя из механики (моментов инерции колес, моментов на колесе, момента инерции робота и т.п.)

Одно дело стабилизировать дуру весом и ростом с человека и другое, например, иголку вертикально удержать.
Аватара пользователя
Michael_K
 
Сообщения: 6034
Зарегистрирован: 07 окт 2009, 00:29
Откуда: СПб

Re: Скорость реакции MEMS гироскопа

Сообщение DrSergey » 11 июл 2011, 11:24

=DeaD= писал(а):Вообще не понял, какой потайной смысл для гироскопа оценивать линейную скорость?
И тем более оценивать, что платформа проедет 0.1м за время запаздывания измерения?

Если вы не собираетесь устраивать из платформы вертолёт или гонять по пересеченной местности - всё нормально он будет стабилизировать, а если будете в поребрик с разбегу влетать - тут никакая гира не поможет. Навернетесь только так.

Линейную скорость оценить нужно при расчетах, для определения хватит ли шустрости гироскопа отработать ямку, подъём(в пределах разумного - не паребрик естественно).
Задумка сделать штуку на которой ездить в итоге, сначало прототип конечно для отработки.
При такой скорости углы изменяются довольно быстро плюс задержки установления нужного ускорени двигателем... в общем как понимаю бюджетно не реализовать такие параметры.
DrSergey
 
Сообщения: 18
Зарегистрирован: 10 июл 2011, 17:08

Re: Скорость реакции MEMS гироскопа

Сообщение =DeaD= » 11 июл 2011, 11:34

DrSergey писал(а):При такой скорости углы изменяются довольно быстро

Объясните мне неразумному, уже наконец, как вам удалось связать линейную скорость и угловую?

Если вы с разбегу в поребрик колесом уткнётесь - вам тут никакой гироскоп не поможет, т.к. вся конструкция будет наклонена вперед и просто навернется в изначальном направлении, то же самое - если потеряется сцепление с дорогой при падении в яму и колесо не сможет развернуть падающую вперед платформу. То же самое, если по информации с гироскопа поступит команда на движок, а он не сможет обеспечить достаточное усилие для выравнивания платформы из-за неровностей поверхности и т.п. Но во всех этих случаях вряд-ли есть смысл говорить о проблемах в гироскопе.
Проект [[Open Robotics]] - Универсальные модули для построения роботов
Аватара пользователя
=DeaD=
 
Сообщения: 24053
Зарегистрирован: 06 окт 2004, 18:01
Откуда: Ебург
прог. языки: Pascal / C++ / PHP / 1C
ФИО: Антон Ботов

Re: Скорость реакции MEMS гироскопа

Сообщение DrSergey » 11 июл 2011, 11:54

Линейная скорость связана с угловой очень просто - когда агрегат едит по поверхности и наезжает на припятствие, на пример горка, то в зависимовти от угла горки и линейной скорости будет зависить и угловая скорость.
DrSergey
 
Сообщения: 18
Зарегистрирован: 10 июл 2011, 17:08

Re: Скорость реакции MEMS гироскопа

Сообщение =DeaD= » 11 июл 2011, 12:46

Поди еще и независимо от размеров агрегата? Скажем возьмём сегвей высотой 10см и с центром тяжести на высоте 5см и сегвей высотой 100см и с центром тяжести на высоте 50см. Вы хотите сказать, что они получат одинаковую угловую скорость, если у обоих колесо упрётся в препятствие, а центр тяжести проедет вперед 1см?
Проект [[Open Robotics]] - Универсальные модули для построения роботов
Аватара пользователя
=DeaD=
 
Сообщения: 24053
Зарегистрирован: 06 окт 2004, 18:01
Откуда: Ебург
прог. языки: Pascal / C++ / PHP / 1C
ФИО: Антон Ботов

Re: Скорость реакции MEMS гироскопа

Сообщение DrSergey » 11 июл 2011, 12:51

=DeaD= писал(а):Поди еще и независимо от размеров агрегата? Скажем возьмём сегвей высотой 10см и с центром тяжести на высоте 5см и сегвей высотой 100см и с центром тяжести на высоте 50см. Вы хотите сказать, что они получат одинаковую угловую скорость, если у обоих колесо упрётся в препятствие, а центр тяжести проедет вперед 1см?

Нет конечно, скорость будет зависить не только от мной упомянутых факторов, естественно зависит от массы, размеров...
что бы снять вопросы - высота 1.5, на данной высоте сидит человек(80 кг). Двигатель 1000 Вт. диаметр колеса 50см.
DrSergey
 
Сообщения: 18
Зарегистрирован: 10 июл 2011, 17:08

След.

Вернуться в Новичкам или основы основ роботостроения.

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 5

Mail.ru counter