Statt die Motoren bei jeder Abweichung vom Sollwert mit voller Kraft anzusteuern habe ich es mal mit einer zur Abweichung proportionalen Ansteuerspannung versucht.Ich bin sehr an weiteren Versuchsergebnissen interessiert.
Beim ersten Test war das Ergebnis nicht so gut, dass es sich lohnen würde einen neuen Videoclip zu posten, aber doch schon wesentlich besser als bei der 2-Punkt Regelung.
Ich habe dann noch ein bischen mit dem Verstärkungsfaktor herumgespielt, dabei wurde das Ergebnis aber nur schlechter.
Ein Problem das mir aufgefallen ist, ist die geringe Auflösung meiner Messung in Verbindung mit einer hohen Mess- und Regelfrequenz.
Den Winkelbereich von -90 bis 90 Grad löst mein Sensor in ca. 180 Schritten auf, d.h. ich habe eine Auflösung von ca. 1 Grad. mit einem Fehler von +- 2 Grad.
Mehr als ca. 10 Grad darf das Fahrgestell nicht kippen, sonst lässt es sich nicht mehr auffangen. Da meine Motoren zur Zeit noch mit der 5V Versorgung des RN Control laufen, habe ich relativ wenig Spiel bei der Steuerspannung. Bei einem PWM-Wert von 400 fangen die Motoren gerade an sich zu bewegen und bei 10 Grad Neigung brauch ich dann schon den maximalen PWM-Wert von 1023 um das Fahrgestell überhaupt noch abfangen zu können.
Als Verstärkungsfaktor für den P-Regler ergibt sich also ca. 100 und damit wird die Steuerung der Motoren durch den grossen Messfehler und die hohe Regelfrequenz sehr ruckelig. Den Getriebemotoren macht das sicher keinen grossen Spass, die hören sich jedenfalls Mitleiderregend an und würden das so nicht lange mitmachen.
Ausserdem kommt dadurch neben der Beschleunigung noch ein weiterer Faktor der die Messung des Neigungswinkels beeinflusst ins Spiel , nämlich eine ziemlich starke Vibration.
Durch die Vibration wird der Messfehler grösser, dadurch wird wiederum die Vibration grösser - das System schaukelt sich auf bis es umkippt.
D.h. ich muss jetzt wohl erst mal zusehen, dass ich eine höhere Auflösung bei der Messung und einen niedrigeren Messfehler hinbekomme.
Das müsste eigentlich möglich sein, indem ich einerseits die Pulsweite am ADXL durch einen anderen Widerstand vergrössere und andrerseits die Auflösung bei der Messung der Pulsbreite durch den µC erhöhe.
Außerdem werde ich die Motoren mit 12 statt mit 5 Volt versorgen um auch da etwas mehr Spiel zu bekommen. Durch das Gewicht des zusätzlichen Akkus müsste das ganze System dann auch noch etwas träger werden.
Vielleicht bekomme ich dadurch die Vibration raus.
Toll, wirklich spannend zu lesen.
Wie ist es mit dem Anbinden eines "Besenstils", um erst einmal ein besseres Gefühl für die Regelparameter zu gewinnen?
Nicht zuviel Gewicht (fürs Getriebe) aber zeimlich weit oben zur Verlangsamung des Kippens.
Manfred
Ein paar Gewindestangen mit ein bischen Ballast als "Besenstilersatz" anzuschrauben sollte dank Lochblech-Konstruktion kein Problem sein.Wie ist es mit dem Anbinden eines "Besenstils", um erst einmal ein besseres Gefühl für die Regelparameter zu gewinnen?
Vom Gefühl her vermute ich, dass ich mir erst mal etwas Spielraum verschaffen muss um überhaupt mit den Regelparametern herumzuexperimentieren zu können.
Ich bin mir momentan nur noch nicht so ganz über die richtige Kombination von Kondensatoren und Widerstand für die Beschaltung des ADXL im klaren.
Die momentane Auflösung von 1 Grad+-200% Fehler kanns ja eigentlich nicht sein.
Ich habe mal den Absatz zur Bestimmung von R und C aus dem Datenblatt hereinkopiert.
Wenn Du das Signal analog abgreifst dann ist der R im letzten Satz schon mal klar mit 500k-2M.
Für C ist eine Tabelle dabei. Man sollte sie halt so groß wie möglich manchen, denn sie reduzieren das Rauschen. Mehr als 50-100Hz wird man nicht brauchen, also etwa 50nF-100nF.
Manfred
Code:Setting the Bandwidth Using CX and CY The ADXL202E has provisions for bandlimiting the XFILT and YFILT pins. Capacitors must be added at these pins to implement low-pass filtering for antialiasing and noise reduction. … The tolerance of the internal resistor (RFILT), can vary typically as much as ±15% of its nominal value of 32 kΩ; so the bandwidth will vary accordingly. A minimum capacitance of 1000 pF for C(X, Y) is required in all cases. Table I. Filter Capacitor Selection, CX and CY Capacitor Bandwidth Value 10 Hz 0.47 µF 50 Hz 0.10 µF 100 Hz 0.05 µF 200 Hz 0.027 µF 500 Hz 0.01 µF 5 kHz 0.001 µF Setting the DCM Period with RSET The period of the DCM output is set for both channels by a single resistor from RSET to ground. A 125 kΩ resistor will set the duty cycle repetition rate to approximately 1 kHz, or 1 ms. The device is designed to operate at duty cycle periods between 0.5 ms and 10 ms.Table II. Resistor Values to Set T2 T2 RSET 1 ms 125 kΩ 2 ms 250 kΩ 5 ms 625 kΩ 10 ms 1.25 MΩ Note that the RSET should always be included, even if only an analog output is desired. Use an RSET value between 500 k; and 2 M; when taking the output from XFILT or YFILT.
Ich habe als Kondensatoren 100nF und mit meinem Rset von 1M eine Pulsweite T2 von 8 ms.Für C ist eine Tabelle dabei. Man sollte sie halt so groß wie möglich manchen, den sie reduzieren das Rauschen. Mehr als 50-100Hz wird man nicht brauchen, also etwa 50nF-100nF.
Was mich im Datenblatt verwirrt hat ist:
Die Pulsweite von 8ms ergibt eine DCM Frequenz von 125 Hz. Wenn die analoge Bandbreite kleiner als 1/10 sein soll, komme ich nur noch auf 12,5 Hz, das erscheint mir etwas wenig.To minimize DCM errors the analog bandwidth should be less than 1/10 the DCM frequency.
Analog bandwidth may be increased to up to 1/2 the DCM frequency in many applications. This will result in greater dynamic error generated at the DCM.
Um den DCM Fehler bei einer brauchbaren analogen Bandbreite klein zu halten müsste ich also mit der Pulsweite runtergehen.
ABER:
Der PULSEIN Befehl in Bascom löst mit 10 µS auf, das ergibt bei 8ms gerade mal 800 Schritte, was bei einem Duty Cycle von 0,5 meiner Auflösung von 1Grad entspricht.
Kleinere Pulsweite hiesse mit der Auflösung noch weiter runtergehen, die taugt dann nicht mehr viel.
Um mir statt dem PULSEIN Befehl eine eigene Routine mit feinerer Auflösung zu schreiben, müsste ich erst mal Assembler lernen, das würde die ganze Geschichte um Jahre verzögern.
D.h. wenn ich die Meßgenauigkeit erhöhen will, kann ich es eigentlich nur mit analoger Messung über einen AD-Eingang versuchen.
Bevor ich das umlöte versuche ichs dann doch erst mal mit dem Besenstil
@recycle:
Bevor du die Bandbreite des Sensors modifizierst würde ich erst einmal die Zeitkonstante des Systems ermitteln.
Einfach den Robbi an den Rädern über Kopf pendeln lassen und die Schwingungsdauer für mehrere Perioden stoppen.
Gruß
Ulli
Carpe Diem
Die Beziehung gilt in der anderen Richtung:To minimize DCM errors the analog bandwidth should be less than 1/10 the DCM frequency.
Analog bandwidth may be increased to up to 1/2 the DCM frequency in many applications. This will result in greater dynamic error generated at the DCM.
Die Pulsweite von 8ms ergibt eine DCM Frequenz von 125 Hz. Wenn die analoge Bandbreite kleiner als 1/10 sein soll, komme ich nur noch auf 12,5 Hz, das erscheint mir etwas wenig.
Wie oft muss ich messen, um eine Schwingung sauber aufzunehmen: besser 10mal aber bis mindestens 2 mal pro Periode.
Wenn bei Dir die Messrate fest ist, dann braucht man auch keine höhere PWM-Frequenz laufen zu lassen. Die Bandbreite wird dadurch praktisch nicht verändert.
Ich fürchte, nachdem wir einen Tag nichts gehört haben, Du hast zusammen mit dem Besen zwischenzeitlich zusätzliche Aufgaben übernommen.Bevor ich das umlöte versuche ichs dann doch erst mal mit dem Besenstil
Manfred
So ähnlich.Ich fürchte, nachdem wir einen Tag nichts gehört haben, Du hast zusammen mit dem Besen zwischenzeitlich zusätzliche Aufgaben übernommen.
Bei den Experimenten die ich heute stundenlang gemacht habe, hatte das Fahrgestell 3 statt 2 Räder und der "Besenstil" hatte oben einen Griff der dazu dient die Trägheit meiner Tochter auszugleichen, die Dreiradfahren zwar ganz klasse findet, aber wenig davon hält in die Pedale zu treten.
Ich habe mal in meinen Unterlagen zum balancierenden 2-Rad Roboter nachgeschaut und einige Berechnungen zum Thema gefunden, die ggf. von Interesse sein könnten. Bei der ersten Simulation ging es um die Frage, welche Lagerkräfte eigentlich bei so einem Pendel auftreten. Die Ergebnisse gibt es hier:
Gruß
Ulli
Carpe Diem
Etwas Offtopic aber irgendwie doch interessant:
www.segway.at
Hab ich dieses Wochenende auf der HighEnd in München rumflitzen sehen.
Wolfgang
Berechtigungen
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