Измерение перегрузок действующих на вертолет. Фильтрация сигналов и прочее

[AndRay]

Потому что у тебя НЕ шумы, а настоящие сигналы имеющие четкую физическую природу 1000 раз тебе говорил, но пока ты не прошел славный пусть усеянный граблями - не поверил. У меня студент вроде научился кривокодить на СТМке, жду прямого измерения ускорений из которых вычитается вибрация мотора напрямую.

Строго говоря любой комплементарный фильтр сожрет любой симметричный шум...но без априрорного знания о маневре он все равно вырождается в обычный сглаживающий фильтр с обычным разменом задержки на подавление шума.

Опять же - хочешь странного  - ставь несколько акселерометров в параллель. Реальные шумы -усреднятся, а вибрации - всплывут. Бонус - расставь датчики так, чтобы вибрации имели разные знаки и складывай показания - получишь эволюцию, а не вибрацию. А если вычтешь - получишь вибрацию, а не эволюцию. Проблема простейшая - надо разделить переменные - шумы от сигнала и при определённых условиях это можно сделать.

[AndRay]

" В одной оси вообще имеется бимодальное распределение."
А может это просто обычная модуляция ( произведение), которое дает дополнительные пики на F0-f и F0+f

[kasmirov]

Опять же - хочешь странного  - ставь несколько акселерометров в параллель. Реальные шумы -усреднятся, а вибрации - всплывут. Бонус - расставь датчики так, чтобы вибрации имели разные знаки и складывай показания - получишь эволюцию, а не вибрацию. А если вычтешь - получишь вибрацию, а не эволюцию. Проблема простейшая - надо разделить переменные - шумы от сигнала и при определённых условиях это можно сделать.

Нарисуй картинку, если не сложно.
Я не врубаюсь, как это аксели расставленные встречно будут вибрацию вычитать.

Зы.
Я понимаю то, что ты говоришь. Но надо добить Калмана до конца и понять во всех, хотя бы крупных, деталях.

[kasmirov]

" В одной оси вообще имеется бимодальное распределение."
А может это просто обычная модуляция ( произведение), которое дает дополнительные пики на F0-f и F0+f

Х.з. Я еще поковыряю на эту тему.

[AndRay]

Я не врубаюсь, как это аксели расставленные встречно будут вибрацию вычитать.

представь себе КАМЕРТОН - двузубую вилку. У тебя на двух зубах стоят датчики.... Колебания направлены встречно, как ты понимаешь...А теперь их сложим. Получим нулевую сумму. но если камертон целиком куда-то поедет - сумма показаний датчиков покажет именно движение всего камертона, а не его зубцов. 

Но надо добить Калмана до конца и понять во всех, хотя бы крупных, деталях.

А у тебя есть физмодель управляющего воздействия? Если нет - будет обычный сглаживающий фильтр с задержкой. И эту задержку должна компенсировать информация о твоем воздействии..иначе каждое воздействие ты увидишь на фильтре после сглаживания.

[kasmirov]

представь себе КАМЕРТОН - двузубую вилку. У тебя на двух зубах стоят датчики.... Колебания направлены встречно, как ты понимаешь...А теперь их сложим. Получим нулевую сумму. но если камертон целиком куда-то поедет - сумма показаний датчиков покажет именно движение всего камертона, а не его зубцов. 

Вертуха не камертон и колебания двух датчиков, особенно расположенных на одной площадке в пределах одного устройства направлены одинаково какими осями их не разворачивай.
Данные будут возможно чище, но все вибрации в них останутся.

А теперь о наших баранах.
Вреде я нашел общий язык с ФК. Не могу сказать стал ли я сектантом, но свои задачи ФК выполняет. Все зависит от модели.

Удалось разобраться и получить некий результат близкий к истине.
Нашел небольшое упущение в своем стенде. Гира имеет (установлен) предел измерения несколько меньше (500град/с), чем скорость сервы, которая крутила платформу (600-630 град/с).
Поэтому на серии прямоугольных импульсов гира выдает заниженные значения. Плюс у нее в эти моменты перекладывается дрейф.
Не стал переделывать потому, что это на самом деле хорошо для эксперимента.

Опыт 1. Без вибраций.
Первый график - исходные данные. Зелененьким искомый угол поворота платформы альфа.
Второй график - угол поворота, найденный из усреднения показаний акселерометров
Третий график - угол поворота, найденный с помощью фильтра Калмана по акселерометрам и гироскопам с вычислением и коррекцией их дрейфа
Четвертый график - дрейф вычисления угла интегрированием показаний гироскопа

[kasmirov]

Опыт 2. Вибрации адские. Бетонный пол ощутимо вибрировал.

Те же графики в том же порядке.
Первый график - исходные данные. Зелененьким искомый угол поворота платформы альфа с комплементарным фильтром
Второй график - угол поворота, найденный из усреднения показаний акселерометров (синий - найденное значение, красный - истинное)
Третий график - угол поворота, найденный с помощью фильтра Калмана по акселерометрам и гироскопам с вычислением и коррекцией их дрейфа

На третьем графике видна заметная ошибка в месте, где идет серия прямоугольных импульсов. Это как раз из-за того, что скорость вращения превышала предел измерения гиры.
А хорошее в этом то, что в данной реализации ФК отсутствует накопленная ошибка. Как видно дольше, где скорость вращения попадет в пределы измерения, угол измеряется довольно точно.

Можно переходить к фбл-ке.

[AndRay]

У тебя как-то подозрительно линейно углы выглядят...

[AndRay]

Вертуха не камертон и колебания двух датчиков, особенно расположенных на одной площадке в пределах одного устройства направлены одинаково какими осями их не разворачивай.

Это не совсем так, точнее совсем не так... представь что у тебя в воздух подброшена трубка, которая летя в воздухе колеблется и гудит....

[kasmirov]

Вертуха не камертон и колебания двух датчиков, особенно расположенных на одной площадке в пределах одного устройства направлены одинаково какими осями их не разворачивай.

Это не совсем так, точнее совсем не так... представь что у тебя в воздух подброшена трубка, которая летя в воздухе колеблется и гудит....

Ну если один датчик прилепить на морду, а второй на хвост, то что они там намеряют никому неизвестно.
А если оба датчика стоят встречно в одном корпусе, то мерять они будут одно и то же. Если датчиков больше двух, то можно получить увеличение точности измерений. Убавить собственный шум датчиков. Но не вибрации.

[AndRay]

Вибропрофиль мотора квадрокоптера

то что они там намеряют никому неизвестно.

Ну надо грамотно разместить и калибровать

[AndRay]

А чего ты не хочешь Маджвика использовать. Он проще и естественнее для уличных полетов
https://habrahabr.ru/post/255661/

[kasmirov]

Я в курсе про Маджвика. Но там вся фишка  в том, что показания гироскопов корректируются магнетометром.
А это есть зло. А без магнетометра его фильтр никаких выдающихся результатов не показывает.

У меня главная идея - получить алгоритм БИНС, который на протяжении некоторого промежутка времени (выход из зоны устойчивого сигнала гпс/глонасс) будет давать относительно достоверные данные. Не используя лазерные гироскопы конечно
Тут без динамической модели летательного аппарата не обойтись, а Маджвик тут никак. Не уверен, что буду Калмана использовать. Мне не все в нем нравится.
Есть пока расплывчатая идея, попробую ее проработать.

[AndRay]

Магнитное поле на протяжении веков считалось вполне надежным компасом. Привязывать к нему БИНС как минимум логично....

[AndRay]

там проще - все сигналы в спектре повторяются с шагом в частоту котельникова