如何调整两边转向速率不等

tristone

原帖由 yxu2008 于 2010-1-11 01:07 发表
我本来觉得两边转向速率不等这个问题,并不纯粹是中立点的问题,
而是动力系统固有的, 但是可以通过调整中立点来缓解,
并且我一直认为主要靠D/R来修正这个问题,
只是starmoon先生的陀螺仪说法,超出了我目前的认知范 ...

如果你用401或者其他很多类似的陀螺仪，那么你的方法恐怕是错的。

现在让我们暂时放开所谓的“中立点”之类的术语，把事情说得越简单越好。

- 尾推的中间点上，尾桨螺距是0度，不产生推力。这个明显不能平衡大桨转矩。所以悬停时尾推肯定是偏向一边的（具体左右取决于尾桨转向）
- 这样尾推的机械行程肯定一边长一边短。因为已经向平衡大桨转矩的一边偏了，所以肯定这一边要短。大桨是顺时针旋转，转矩是逆时针的，所以尾推是顺时针旋转这一边短。
- 假设相同尾推行程在两边增加/减少的螺距相等（事实虽然不完全相等但是误差可以忽略不计），而相同螺距变化造成的推力变化相等，那么左右转的推力肯定不等，因为一边长一边短。

401这样的陀螺仪，初始化以后中立点左右的行程是对称的。如果你按照“0度”的方法设定陀螺仪，那么肯定会造成，要么陀螺仪不能用到全部的电子行程，要么顺时针一边尾舵机有顶死烧毁的危险。如果Limit按照小的行程设，是不是就可以了呢？这种情况下，由于陀螺仪的中立点还是在0度，起飞后0度的尾桨螺距无法平衡大桨转矩，系统不得不产生一个偏置量来修正。由于陀螺仪有采样周期，在非锁尾状态下会有积分误差。这个说起来比较抽象，请想象一下，一架斜盘没有调平的飞机，你飞起来会有什么感受？对了，就是必须不断的修正。虽然经过练习悬停可以控制住，但是做动作时候的精确性会打很大折扣，因为所有的动作都必须减掉这个固定的偏差才能做的到位。你的大脑/小脑的处理能力因此被占用了很大一块，做动作的“性能”会相应下降，甚至更容易炸鸡。陀螺仪也是一样，虽然锁尾状态下能够锁住，但是有相应的性能下降，遇到极端情况则更容易失控。

tristone

对于尾推和舵臂的“90”度，不必过于纠结，和左右转的速度没有太大关系。只是对行程的线性度有一些影响。几何教科书说，5度到10度的偏差对线性度的影响可以忽略不计。

另外调整中立点时我一般是移动尾舵机架的位置而不是调整拉杆长度，因为拉杆长度的调节范围和细腻程度（必须是一圈的整数倍）都非常有限。而Futaba的说明书上举的例子是使用控的Subtrim，效果差不多。供参考。

starmoon

原帖由 yxu2008 于 2010-1-10 17:50 发表
starmoon先生请再说的详细一点好吗, 还是有点不明白,
陀螺仪是怎么知道我需要多少自转速度的

你打的尾舵量就是你需要的速度

starmoon

另外，要说明的是：就算悬停时的中心点也是不确定的，和主桨螺距是密切相关的，不同转速-螺距组合都有不同的“尾中立点"，所以调试悬停尾中立点没有实际意义，安装时机械只需要二个垂直，尾桨约5-8度预偏角，就可以了

实际动态平衡没陀螺仪控制。

前面有位兄弟说的左右速度不同是因为行程全部用光引起，而不是陀螺仪无法跟综。
(反过来想,你无法增加不足的一边的最大速度，只能减少另一边来达到左右对称)

starmoon

原帖由 tristone 于 2010-1-11 10:26 发表
对于尾推和舵臂的“90”度，不必过于纠结，和左右转的速度没有太大关系。只是对行程的线性度有一些影响。几何教科书说，5度到10度的偏差对线性度的影响可以忽略不计。

另外调整中立点时我一般是移动尾舵机架的位置 ...

有些陀螺仪内部带sub-trim，调节也很方便，舵机在10度内的偏差不会影响到最终线性

yxu2008

感谢两位的精彩启发,我终于明白了,整理如下
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由于我和朋友们的飞机比较杂，在实际调试过程碰到过所有可能的5种情况
1.滑座位于尾轴中央，刚好对应悬停点
2.滑座位于尾轴中央，刚好对应尾桨0度
3.滑座位于尾轴中央，有正螺距但不够
4.滑座位于尾轴中央，有正螺距而且大过悬停点
5.滑座位于尾轴中央，有负螺距
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考虑到我们使用的最好陀螺仪只是401，没有两边独立的行程调节
如果用第1，2两种调试方案，尤其碰到4，5两种情况时，
都会出现机械行程一边到底，一边留空的现象，
特别是方案1，不但需要一次又一次试飞确ren，动了舵机位置或拉杆长度后，
还要重新调整Limit，以免顶舵..............
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好了现在，我们可以下定论了：
尾舵中立点的调法，事实上只需要一种，那就是：滑座位于尾轴中央
至于滑座位于尾轴中央时，具体对应尾桨哪个角度，不同品牌的产品，就不用说了
甚至同一个型号的飞机，因为使用不同厂商提供的尾轴，
都可能出现偏长或偏短的情况，也就是上面的5种情况，
每一种情况都可能是设计师的意图，他也许是为了优化某种极限状态，
但是并不能一棍子打死别人的意图，
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所以结论就是，尾舵中立点的调法只有一种：滑座位于尾轴中央
真正需要讨论的是，告诉新手偏长的尾轴有什么好处和坏处
偏短的尾轴有什么优点和缺点，分别适合什么飞行状态

tristone

原帖由 yxu2008 于 2010-1-11 15:21 发表
感谢两位的精彩启发,我终于明白了,整理如下
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由于我和朋友们的飞机比较杂，在实际调试过程碰到过 ...

错了……我觉得我们要说的都不是“滑块位于尾轴中央”。

中立点是影响锁尾效果的一个关键因素。调试的时候不应该为了机械行程两边相等而舍本求末把中立点放在中央。尾推两边的机械行程，飞机设计的时候就已经决定了（假设你一直用原厂尾轴或者至少是和原厂一样尺寸的尾轴），再怎么调也不可能改变。

如果由于飞机的设计，两边的机械行程确实不相等，应该做的是，首先确立中立点。GY401推荐悬停时Normal不漂我最同意。starmoon说就认5度左右其他不用管我觉得也可以接受（至少效果比0度要好得多得多）。在这个基础上，再调节Limit使得顺时针旋转的方向尾推不顶死就可以了（逆时针的行程更大所以不用操心）。这样调出来既有一个稳定的中立点，又能最大限度的利用左右行程而不会冒烧毁尾舵机的险。我的经验左右最大速度自旋时速度是几乎完全相等的。

cooks

纠结，真是纠结 其实tristone在41楼 42楼
        已经是再次论述和论证他自己和我37楼的观点了，
   我和他的观点都是完全一致的：要想两边转速精确一致，必须找出这个中立点！

至于44楼starmoon先生说的“就算悬停时的中心点也是不确定的，和主桨螺距是密切相关的，不同转速-螺距组合都有不同的“尾中立点"，所以调试悬停尾中立点没有实际意义，”

我想起你的观点都好笑，同一架直升机，难道你每次悬停时转速和螺距都会变化和不同？

      你和楼主认为“所以调试悬停尾中立点没有实际意义”
          你们两个错得很离谱！
   如果你们只是要求两边的转速大概差不多，选零度是最省事的，
         但要想精确一致，必须找出这个中立点！

starmoon

再强调一下，"中立点"是不存在的

悬停只是极短时间的一个工况，只调这个工况下的尾平衡点，是没有用处的，无论你怎么调，都改变不了尾总行程，尾推没有任何调节器件，你所调的任何都是推动源的，和执行器没有任何关系。
再补充，normal模式下，陀螺要参于修正了，找到的也不是真正的平衡点, 除非把陀螺拆掉, 调到尾平衡

[ 本帖最后由 starmoon 于 2010-1-12 08:33 编辑 ]

sdlzx002

原帖由 jamesndsc 于 2010-1-8 15:32 发表

:em15: 唐代的陀螺仪仪已经达到了很高的技术水平，宋代达到了历史性的高度，元代因为战争发展停滞了一段时间，明代又继续向前发展，清代出现了很多种各具特色的陀螺，民国时期因为战乱又陷入停滞了。。。新中 国成 ...

人才啊...能从历史的角度看陀螺的发展过程。不错不错 ，俺受教了。

:em05:

tristone

原帖由 starmoon 于 2010-1-12 08:31 发表
再强调一下，"中立点"是不存在的

悬停只是极短时间的一个工况，只调这个工况下的尾平衡点，是没有用处的，无论你怎么调，都改变不了尾总行程，尾推没有任何调节器件，你所调的任何都是推动源的，和执行器没有任何 ...

像401这样的陀螺仪（我怀疑几乎所有的陀螺仪都是这样），Normal模式不漂确实是基本上调准了。因为这种模式下没有加积分环节，静态误差可以累积，所以即便比较小的误差，注意是静态误差不是随机误差，可以得到放大。如果真的调到不漂，确实是非常准了。

cooks

ls 的解释的非常到位！

yxu2008

★陀螺仪起什么作用
陀螺仪是用来锁定直升机方向的，它能自动控制直升机，在发射机没有给出方向指令时，
保持原来的方向，但是陀螺仪的定义里有一个大质量的转子来定轴。
由于没有旋转的转子，所以这种电子陀螺仪准确的说叫做角速度传感器。
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★直升机的反扭力
高速转动的主旋翼，除了会产生陀螺效应外，还会有反扭力的产生，
尾旋翼主要的功能就是平衡反扭力使机身不自转，
但油门的加减，攻角的变化使得反扭力瞬息万变，
尾旋翼产生的平衡力也要跟著快速变化，以保持机身的稳定，
人工修正是不现实的，所以需要陀螺仪自动修正。

附：直升机的反扭力可分成两种
1.静转距
     
静转距和旋翼攻角，旋翼转速有关，并持续存在的。
当操作直升机上升下降时， 旋翼攻角，旋翼转速都不断的在变化，
静转距的大小也不断的在变化，所以必须不断的变化尾旋翼攻角来矫正。
2.动转距
     
直升机从停悬加油门到最高速的过程中，动转距就会产生，
动转距的大小决定加速过程的快慢，一但到达最高速时，动转距就消失了。
以力学来讲，静转距是因速度而产生，动转距是因加速度而产生，
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普通陀螺仪对动转距有不错的修正作用，但对静转距不具有持续的修正能力。
比如不断的侧风影响，机头会慢慢转向风吹来的方向，出现了所谓的“风标效应”
其他类似静转距的作用力，普通陀螺仪都无法产生足够的修正作用。
这也是装了普通陀螺仪的机器还要做上下跟轴调整、侧风时要带尾舵的原因。

锁定式陀螺仪不但对瞬间的动转距有修正作用，对静转距导致的持续缓慢偏转也有同样的修正作用，
因为它会记住现在机头是朝哪个方向，除非是你打尾舵改变方向。
否则机头一偏向，陀螺仪马上送出修正讯号，直到机头回到原来的方向为止。
所以在侧风悬停、侧面筋斗等任何时侯，尾部都能锁在指定方向，不用操纵者修正。
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综合上面所述,锁定式陀螺仪的出现,就是为了同时解决动转距和静转距的持续修正问题
尾舵的控制全部由陀螺仪自动完成，所以它需要的只是足够的行程,而不是具体的哪个点

tristone

原帖由 yxu2008 于 2010-1-12 15:09 发表
★陀螺仪起什么作用
陀螺仪是用来锁定直升机方向的，它能自动控制直升机，在发射机没有给出方向指令时，
保持原来的方向，但是陀螺仪的定义里有一个大质量的转子来定轴。
由于没有旋转的转子，所以这种电子陀螺仪 ...

您这个是业余的解释，用来解释技术问题是不合适的。比如，您知道陀螺仪所能承受的最大输入/扰动是多少么？KDS800，GY401，DS760都能“自动控制”，一样么？

陀螺仪和尾舵机以及其他的机械系统构成了一个离散采样的闭环负反馈系统。要解释系统的表现，必须运用自动控制理论。

yxu2008

当然这个"自动控制"指的是理论上的锁定式陀螺仪,实际的产品达不到理想性能,
根据厂家使用的元器件,有档次高低之分,这也是为什么同样是锁定式陀螺仪
有的产品还是会发生偏移, 锁的不够牢等"故障"
正因为我们讨论的是技术问题,需要明确的也只是指导原则
具体产品的算法问题,那是厂商才需要研究解决的事情
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大家放心,即使现在所有的陀螺仪都达不到这个性能,
只要我们玩家有这个需要,厂商早晚会推出相应的产品

tristone

原帖由 yxu2008 于 2010-1-12 19:51 发表
当然这个"自动控制"指的是理论上的锁定式陀螺仪,实际的产品达不到理想性能,
根据厂家使用的元器件,有档次高低之分,这也是为什么同样是锁定式陀螺仪
有的产品还是会发生偏移, 锁的不够牢等"故障"
正因为我们讨论的 ...

厂家不可能生产出违反科学定律的产品。所有的工业产品，都是按照科学理论做的设计。尤其是自控，所有的现象都有公式可以精确的计算，包括性能的极限和失控的边界条件，这个都是大学本科就教的东西。

你想要把一样东西用好，就必须按照厂家的说明书操作。如果想把一样东西用精，就必须懂得它的工作原理。既然陀螺仪“什么都自动”，为什么还要你去调中立点，调感度，调Limit？如果你知道了它的工作原理，就很容易理解为什么会要求这么设定了而不是一味的瞎猜。

ukqlfof

:em04:

tristone

看了看Futaba和Spartan的说明书。

Spartan的DS760（看来PG800也是一样了:em15: ）和Quark都明确要求rate（Normal）模式尾桨置于8度。

GY520说AVCS模式可以用0度作为中立点。

cooks

tristone先生从头到尾已经解释得非常清楚非常到位了！

楼主只所以无法参悟主要是2点原因

1 航模基础原理和知识不扎实
2 在这基础不牢的情况下加入了太多的自己违背常理的推论和想象，也就是56楼说的瞎猜！