Apakah saya benar-benar membutuhkan lang untuk sistem stabilisasi penerbangan pesawat?

Saya sedang mengerjakan sistem stabilisasi penerbangan pesawat dasar, sebagai pendahulu sistem autopilot penuh. Saya menggunakan Wii Motion Plus dan Nunchuk yang diselamatkan untuk membuat 6DOF IMU. Tujuan pertama adalah untuk menjaga tingkat sayap, lalu campur dalam perintah pengguna. Apakah saya benar mengatakan bahwa ini tidak memerlukan gyro, hanya akselerometer sumbu 3 (2?), Untuk mendeteksi pitch and roll, kemudian menyesuaikan aileron dan lift untuk mengimbanginya?

Kedua, jika kita memperluas tujuan desain saya dari "menjaga tingkat sayap" menjadi "terbang dalam garis lurus" (jelas dua hal yang berbeda, mengingat angin dan turbulensi), apakah gyro menjadi perlu, sejauh ini dapat dicapai tanpa bimbingan GPS ?

Saya sudah mencoba mengintegrasikan nilai-nilai gyro untuk mendapatkan roll, pitch & yaw dari itu, namun (sebagaimana dibuktikan oleh pertanyaan ini), saya berada pada tingkat dalam pengetahuan saya tentang topik di mana saya lebih suka matematika sederhana dalam kode saya . Terima kasih atas bantuannya!

Apakah saya benar mengatakan bahwa ini tidak memerlukan gyro, hanya akselerometer sumbu 3 (2?), Untuk mendeteksi pitch and roll, kemudian menyesuaikan aileron dan lift untuk mengimbanginya?

Tidak, yang terjadi adalah sebaliknya. Accelerometer akan hampir tidak berguna untuk mendeteksi rotasi pada platform yang mengalami percepatan yang tidak diketahui. Pesawat Anda akan dikenakan dua vektor gaya: gravitasi dan angkat + seret. Angkat + seret akan sangat bervariasi sebagai fungsi dari pitch pesawat.

Namun, inilah cara yang lebih umum untuk mengetahui bahwa ini tidak mungkin, dan Anda dapat menggunakan metode ini dalam banyak kasus selain IMU. Sensor, atau serangkaian sensor memberi Anda nilai N. Anda tidak dapat menafsirkan ini ke dalam ruang dengan dimensi lebih dari N.

Contoh sepele: Anda ingin sensor mengukur posisi seseorang di dalam ruangan. Apakah pencari rentang ultrasonik tunggal sudah cukup? Tidak. Posisi di sebuah ruangan membutuhkan dua nilai, (X, Y) koordinat. Tetapi sensor ultrasonik hanya memberi Anda satu nilai, panjang. Tidak ada cara untuk mengatur sensor ini untuk menyelesaikan masalah Anda. Tetapi jika Anda memiliki dua sensor, maka itu mungkin saja terjadi.

Sekarang mari kita lihat pesawatnya. Sebuah pesawat yang tidak berakselerasi hanya tunduk pada satu gaya saja, gravitasi. Arah gravitasi relatif terhadap pesawat adalah vektor 3D, tapi untungnya (jika Anda di Bumi) Anda tahu besarnya. Itu adalah 1 nilai, meninggalkan 2 yang tidak diketahui, sehingga Anda secara teoritis bisa pergi dengan akselerometer 2-sumbu untuk membuat 2 yang tidak diketahui dan menghitung vektor gravitasi.

Bagaimana dengan pesawat yang sedang terbang. Gravitasi dan angkat + seret keduanya vektor 3D, memberi Anda 6 angka. OK, Anda tahu besarnya gravitasi, jadi 5 angka. Anda akan membutuhkan semacam sensor yang memberi Anda setidaknya 5 nilai. Karena itu accelerometer 3-sumbu tidak cukup.

Meskipun gyro 3-sumbu atau akselerometer 3-sumbu tidak akan cukup dengan sendirinya, gyro akan jauh lebih berguna. Ini karena ini secara langsung mengukur rotasi, yang merupakan hal paling penting yang Anda coba kendalikan.

Demikian juga, accelerometer akan lebih berguna untuk mendeteksi dan mengoreksi penyimpangan dari perjalanan dalam garis lurus.

Sesuai dengan nama accelerometer, Anda mengukur percepatan pada sistem Anda dengan mengecualikannya dari gaya gravitasi. Saat sensor Anda dalam keadaan diam, Anda mengukur percepatan dari gaya yang Anda gunakan untuk menetralkan gaya gravitasi. Ini adalah bagaimana Anda dapat memperbaiki orientasi Anda vs vektor gravitasi. Ketika sensor dipercepat, seperti halnya ketika kekuatan eksternal lainnya (seperti misalnya angin) diterapkan, ia akan bercampur dengan kekuatan yang menangkal gravitasi, dan Anda tidak dapat secara unik mengidentifikasi vektor gravitasi lagi. Ketika dirata-rata dari waktu ke waktu Anda dapat memuluskan komponen akselerasi dinamis, dan ini misalnya apa yang digunakan dalam AHRS untuk mengkompensasi gyro drift.

Secara efektif Anda tidak dapat membedakan antara level craft yang dipercepat oleh hembusan angin dan craft yang dimiringkan, tetapi sebaliknya tidak dipercepat.