Preguntas del giroscopio: construyendo una plataforma estable

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Me estoy embarcando en un proyecto de verano y tengo algunas preguntas. Estoy planeando construir una plataforma estable de 3 ejes para la electrónica. (Imagine una superficie plana que se mantenga paralela con respecto al suelo, mientras que los soportes para esta plataforma pueden girar libremente en cualquier eje)

Mis preguntas son:

  1. ¿Es mejor usar 3 giroscopios de 1 eje cada uno ubicado en el centro del eje de rotación o 1 giroscopio de 3 ejes ubicado en el centro de la plataforma?

  2. ¿Podría compensar con precisión la deriva del giro mediante el uso de acelerómetros e implementando un filtro kalman?

  3. Necesito un giro preciso y rápido para esta aplicación. He estado revisando un catálogo de Digikey ( enlace ) y se preguntaba qué especificaciones debería buscar. ¿Quiero un giroscopio con sensibilidad alta (mV / ° / s) o rango alto (° / s)?

Gracias chicos !!

    
pregunta gamma

2 respuestas

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  1. No importa mucho. Sin embargo, en consideración a la pregunta 2, podría considerar obtener un sensor "6 DOF" (3 giroscopios, 3 acelerómetros). Los sensores integrados probablemente tengan una mejor alineación de sensor a sensor que la que puede lograr con el ensamblaje individual.

  2. Sí, pero no es trivial hacerlo bien, especialmente en situaciones altamente dinámicas. Busque términos como "coning" y "sculling".

  3. La sensibilidad es más importante que el rango. Recuerde, si el sistema funciona correctamente, la plataforma no se mueve en absoluto. Desea detectar cualquier desviación (error) de la manera más rápida y precisa posible. Si tuviera cardanes perfectamente sin fricción, no necesitaría un sistema activo en absoluto: la masa de la plataforma lo mantendría orientado en el espacio.

respondido por el Dave Tweed
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Para ser claros, todos los "giroscopios" basados en semiconductores son en realidad giroscopios de velocidad, y para obtener el ángulo de ellos, deberá integrar la salida del giroscopio de velocidad. Eso significa que siempre tendrá un componente de deriva para esta salida integrada.

Cuanto más sensible sea la salida, mejor será el error integral del procesamiento posterior. Es posible que no cambie el error de tasa real pero no introducirá un error adicional en la integración.

Además de poner giroscopios reales en su lugar, tendrá que usar la fusión de sensores y algunos cálculos precisos para asegurar incluso una plataforma plana.

El acelerómetro de espaciado en un tramo a través de la plataforma le permitirá derivar una segunda fuente de cambio de tasa.

Un sensor de rumbo magnético (también posible en 3D) ayudará con una medición absoluta.

Un sensor óptico (cámara AKA) que se fija en un objetivo y ayuda a corregir la deriva también ayudará. Por ejemplo, muchos de los helicópteros de cuatro rotores usan un detector de horizonte (óptico) para la retroalimentación y el control de estabilidad.

    
respondido por el placeholder

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