Budowałem ten projekt przez 3 lata...
Вставка
- Опубліковано 15 жов 2024
- Wesprzyj kanał: prosteczesci.p...
Koła reakcyjne wykorzystywane są w satelitach kosmicznych aby je stabilizować i obracać. Od małych cubesatów po Teleskop Jamesa Webba każde z nich wykorzystuje koła reakcyjne. Jak działają, dlaczego tak ciężko je zbudować i po co to robię?
Ilość subskrypcji w momencie publikacji filmu: 23 984
Są takie narzędzia jak Tunery PID. Nie wiem jak działają te internetowe, natomiast w Matlab Simulink na pewno jest takie narzędzie i działa bardzo dobrze. Wykorzystywaliśmy to na zajęciach na studiach.
Myślałeś o tym żeby użyć opcji Plot w Arduino by zobaczyć jak wyglada SP w stosunku do AV aby łatwiej ustawić parametry PID, zwizualizować sobie przeregulowanie czy część całkującą?
czy ja dobrze widzę i koło ma nierównomiernie rozłożona masę na obwodzie... jeśli środek masy nie będzie pokrywał. się z osią to nigdy to nie będzie działać, stabilizacja nie może się odbywać poprzsez zmianę środka masy tylko przez zasadę zachowania momentu pędu....
Jak zwykle świętnie. Trzymaj tak dalej
Fun fact: PID (częściej określany regulatorem niż algorytmem) jest najprostszym algorytmem regulacji i "najbardziej intuicyjnym". Natomiast zarówno drony jak i koła reakcyjne, czy satelity korzystają z regulacji MPC - model predictive control, które pozwalają pracę z układami niestabilnymi jak koło reakcyjne (polecam filmy z testami wahadeł odwrotnych). To te algorytmy pozwalają SpaceX lądować rakietami na ziemi.
typie, jest jeszcze dużo innych algorytmów stabilizacji, jak możesz zakładać że spacex korzysta z MPC
@@Pawe-mx9wc well, albo głębokie obserwatory, albo mpc, bo wszystkie zaawansowane algorytmy sterowania predykcyjnego to rodzaje mpc właśnie
;) oo trafiłem tu przypadkiem i tu zostanę ;);pzdr
Spróbuj zrobić subwoofer rotacyjny. Wydaje mi się że jest to całkiem ciekawy wynalazek i bardzo słabo zbadany. Problemem są wyższe częstotliwości i jak ogarnąć łopatki.
Bardzo ciekawe, dzięki
Masz problem z saturacją bo twoje koło stabilizuje się nie idealnie w pozycji pionowej.
System kontroli wykrywa więc mały błąd i próbuje poprawić nabijając powoli Integral.
Jednak na koło działa ciągle pewna siła - grawitacja :) Więc nie daje rady poprawić tego małego błędu i ciągle nabija Integral.
Dochodzi do wind-upu Integrala więc koło się kręci coraz szybciej aż osiąga limit i upada.
Rozwiązanie tego problemu jakie widziałem w podobnych projektach zwykle dają takie że punkt docelowy nie jest zawsze idealnie pionowo w górę a przeskakuje z załóżmy 3 stopnie w lewo, 3 stopnie w prawo co sekundę i tak w pętli.
No i spoko projekt i spoko kanał :D
W filmie uprościłem wiele kwestii żeby nie był nadmiernie techniczny. Próbowałem dodać coś podobnego do tego o czym piszesz. Do kąta docelowego dodawałem lub odejmowałem kąt aktualny pomnożony przez bardzo małą wartość. Być może robienie tego liniowo było problemem i pomysł z przeskakiwaniem mógłby rozwiązać problem, będę musiał się jeszcze tym pobawić. Dzięki!
@@prosteczesci No idealnego balansu nigdy nie osiągniesz więc przeskakiwanie wokół pozycji pionowej tak żeby zrównoważyć ta siłę grawitacji i powstrzymać integral od nabijania się w jedną stronę, a przynajmniej mocno wydłużyć czas pracy zanim do saturacji dojdzie.
Powodzenia!
Można w momencie przejścia błędu przez zero (idealny pion) skasować wartość części całkującą, likwiduje to największy błąd regulatorów PID - nasycenie lub "przeciąganie" części całkującej. Ale jak już parę osób wspomniało - PID nie nadaje się do takich obiektów. Modele oparte na modelu matematycznym obiektu pozwalają nie tylko na stabilizację pionu tego urządzenia, można też wykonać śledzenie wartości zadanej, np. odchylenie w lewo -5°, -10°. w prawo +5°, +10° itp. Można też zadać naprzemienne osiąganie wychylenia w lewo, w prawo -5° +5° (emulacja wahadła) - co dla klasycznego PID jest niemożliwe do osiągnięcia (zbyt silnie zmieniają się parametry modelu w zależności od kąta odchylenia od pionu)
@@marekrawluk Dokładnie, warto poczytać o efekcie windup. Do zniwelowania takiego efektu stosuje się filtr anti windup, który kasuję błąd naliczony w całce i usuwa nasycenie. Pozdrawiam :)
@@niewidomy1297Sorry że tak napiszę: nie muszę czytać o efekcie windup (po prostu - nasycenie, przeciągnięcie całkowania) ponieważ ... 40 lat temu sam ten efekt teoretycznie (w głowie!) zauważyłem, zrobiłem symulacje komputerowe, potwierdziłem w realnym układzie regulacji i zrobiłem zerowanie kondensatora w części całkującej regulatora PID analogowego.
Parę osób komentujących sugeruje strojenie regulatora różnymi metodami, algorytmami - od razu napiszę, powtórzę: nie da się. Ten obiekt zmienia wzmocnienie od prawie zera (przy prawie pionowym ustawieniu) do bardzo dużego przy prawie poziomym położeniu (maksymalnym wychyleniu). Żaden klasyczny, nie wiem jak strojony PID nie da rady.
Pozdrawiam!
Koło reakcyjne działało by chyba lepiej gdyby śruby robiące za masę były osłonięte. Opory powierza mają wpływ na koło przez śruby przez co algorytm działa jak działa. Łączenie koła wspornikami (element od mocowania osi do pierścienia ze śrubami) też mógł by być mniej płaski. Nie koniecznie okrągły bo to ma znaczenie, ale jakiś trójkąt lub wyciągnięty rąb. Takie koła reakcyjne pracują głównie w próżni gdzie opory powietrza nie grają roli i wszystko działa inaczej. Takie mam pomysły na usprawnienie twojego projektu.
Ciekawe, wydaje mi się że opory powietrza są pomijalne i nie ma to żadnego znaczenia. Ciekawym testem byłoby wsadzenie koła w komorę próżniową żeby zobaczyć czy coś to zmienia.
@@prosteczesci Komora próżniowa jest dość droga więc przydało by się znać kogoś kto już ją ma. Co do oporów to tak jak z samochodem jadącym ponad 100 na godzinę gdzie opory rosną do kwadratu. Zamiast komory łatwiej jest zastosować dym i nagrać obraz jak się zachowuje. Specjalistą nie jestem, ale coś to może pokazać. Pozdrawiam i dzięki za odpowiedź.
Ja się nie znam na tym zupełnie, ale czy koło z jednym jedynie ciężarkiem, nie było by łatwiejsze do konfiguracji? Oczywiście nie mogło by się obracać powyżej 90 stopni kątowych w obie strony.
Swietny film!
🤨
Nie no, chłop co sam sobie komenty nabija xDD lekka przesada
Nikodem gdzie mieskas. Potsebujemy cie do nasego skladu
😆
Te maty silikonowe mocno się elektryzują, a przynajmniej moja. Mam obawy o ESD przy korzystaniu z tych mat i staram się ich nie używać do elektroniki, a jedynie do lutowania przewodów i innych prac mało wrażliwych na ładunki.
Potwierdzam, mierzyłem taką matę (velleman) metodami zgodnymi z 61340-5-1, miernik Metriso 2000. Rg i Rpp znacznie powyżej 1Gohm. Chyba nawet zamknąłem zakres na 1Tohm. Znakomity izolator, elektryzuje się łatwo jak to silikon, ładunki nie mają szans odpłynąć. Nadaje się co najwyżej do lutowania elementów biernych, w końcu odporności na temperaturę nie można temu odmówić.
Hej, algorytm PID jest bardzo ciężki w regulacji "na oko". Ma ono zastosowanie tylko w najbardziej trywialnych oraz mniej wymagających układach z uwagi na to, że jest on bardzo czuły i nie jest adaptacyjny. Jakiekolwiek inne zakłócenia w pracy mechanizmu typu bicie, zwiększenie tarcia, wyrobienie się łożysk wymagają poprawy wzmocnień. Warto poczytać o innych algorytmach - lqr, lqg, odporny układ regulacji. Jak chcesz mogę podesłać materiały dotyczące tych algorytmów oraz w ogóle opisu całego procesu regulacji :)
Pozdro
to nie są algorytmy PID tylko Regulatory. PID nie jest trudny w strojeniu bo jest masa metod strojenia ich, jak chociażby metoda 2 pkt, metoda nicholsa zieglera, metoda zer i biegunów, Lambda itd. a wszystko zależy co chcesz uzyskać i na czym ci zależy. w zależności od potrzeb nie zawsze też trzeba wykorzystywać regulatorów PID i czasami wystarczy sam regulator P a czasami PI i to zależy też od obiektu jaki msz.
PID sie liczy. Dlatego warto zglebic temat zeby nie ustawiac nastaw na pale tylko policzyc wartosci nastaw. Mozna w ten sposob uzyskac duzo lepsze efekty.
Stawiam że jednak wyważenie koła i osiowość będą tu kluczowe. ustabilizowanie 3 osi na czas szukania rozwiązania również pomoże. Pozdr, jak zawsze fajny materiał.
Super. 😊
cześć. Dwie rzeczy przychodzą mi do głowy. 1. może dobrym pomysłem byłoby dorobienie osłony lub band na których urządzenie mogłoby się opierać po przewróceniu. Przynajmniej na czas uruchomienia. 2 czy korzystałeś z oscyloskopu dostępnego np w arduino IDE? Chodzi o to, że warto zobaczyć jak układ odpowiada na zmianę wartości zadanej. To pozwoli Ci wyciągać wnioski z którym członem PID masz problem i w którą stronę je regulować. Gratuluję odnalezienia pasji w życiu. To wielka sprawa.
zrób lub kup uchwyt do trzymania pcb przy lutowaniu. Poprawi ci to kulturę pracy przy lutowaniu.
Podziwiam. Upór i realizację. Szczególnie, że nie tyle nie symulowałeś, co nie wyliczyłeś wartości. Ale fun był, efekt jest, więc szczere gratulacje.
Choć może miałem do czynienia bardziej teoretycznie i opis tego koła były na tyle trudny, że dobranie nastaw nie byłoby trywialne? Już się nie wymądrzam.
Mnie osobiście przeraża elektronika - zupełnie się na tym nie znam, nie wiem nawet gdzie zacząć. Jestem pod ogromnym wrażeniem.
Fajne filmy robisz. I pytanie ty jesteś z Bytomia?
super
ciekawy materiał. czekam na kosiarkę ;]
Mnie uczono, że w trakcie napraw elektroniki zawsze musi coś zostać 😅 Ta ścianka na narzędzia to własny produkt, czy gotowiec ?
Taka już tradycja, bez luźnej śrubki na koniec nie będzie działać. Ścinka to skadis z Ikea
Nie próbowałeś skorzystać z autotuningu? :)
Nie próbowałem. Być może źle mi się wydaje ale problem jest na tyle dynamiczny, że ciężko tak po prostu zastosować tutaj auto tuning. Działa on fajnie przy kontrolowaniu temperatury czy prędkości obrotowej silnika a tutaj po przekroczeniu pewnego przechyłu nie ma już mowy o stabilności, nawet aktywnej.
@@prosteczesci No właśnie zastanawiałem się jak by to ogarnąć. Może zamontował bym urządzenie na osi obrotowej z balansem od dołu dobranym tak, żeby wywracanie były wolniejsze, to by trochę ułatwiło zadanie...A potem pewnie już metodą prób do obłędu ;)
Cześć, zajebisty projekt, zainspirowałeś mnie żeby samemu kiedyś spróbować zrobić coś podobnego. Ale tak na prawdę piszę do ciebie z innym pytaniem.Sam aktualnie pracuję nad projektem wykorzystującym algorytm pid i mówiąc szczerze, łatwo nie jest. Mógłbyś podzielić się jakimiś poradami dotyczącymi kalibracji lub też materiałami którymi się wspomagałeś podczas projektowania swojego algorytmu pid?
Tu znajdziesz dokładniejszy opis co i jak oraz jak najlepiej go kalibrować: www.realpars.com/blog/pid-tuning
@@prosteczesci Dzięki
"To koło", a nie "te koło" byczku. Poza tym super materiał
W sklepie, w sklepie! Napisz sto razy nie będę mówił " kupić na sklepie".
zrobiłeś masę pracy, tyle że nikomu niepotrzebnej (żart)
Ambitny projekt! ciekawe jak by tak użyć samouczącego się algorytmu hmmm
Jak najbardziej! Niestety wymagałoby to również stworzenia systemu który za każdym razem stawia system w idealnie pionowej pozycji. Nawet prosty algorytm genetyczny mógłby sobie z tym poradzić z pewnością dobry pomysł na przyszłość! Dzięki :)
@@prosteczesci dasz radę ;)
Ach, czyli Nikodem to też Ty 😁
To ty jesteś tym synem koleżanki twojej mamy z memów
Największym problemem w szukaniu wartości PID było to, że je zgadywałeś zamiast je policzyć. Nadal nic nie umiesz, przypadkiem zgadłeś...
Tak wygląda teoche ten kanał niestety..
@@pmcmalec Zrób 10% takiego kanału a później spróbuj opiniować. Polecam przekonać się z jaką praca wiąże się stworzenie takiego materiału.
Szkoda że hejtujeciebtak wartościwy kanał, czerpie z niego tyle inspiracji. Proste części dzięki że jesteś.
Chętnie zobaczę jak wszystko liczysz i robisz taki projekt 😂
🤣🤣🤣🤣🤣
fajnie. Ale jedna uwaga. Zauważyłęm że koło ma spore bicie i nie jest wyważone przez co żyroskop szaleje i wybija go z pionu. zastosuj koło wytoczone
a czy powietrze, które szaleje dookoła koła i jeszcze jest zaburzane przez ruchy rąk nie ma negatywnego wpływu na urządzenie?
Może łatwiej programowo to ułagodzić?
tez jestem tego samego zdania, jezeli mechanika jest niewystarczajaco dobrze wykonana to niewiadomo jaki regulator sterowania bys nie uzyl, zawsze bedzie pod gorke.
z doswiadczenia wiem, ze samo bicie moze generowac powstanie nawet 3 dodatkowych (znaczacych) harmonicznych w ukladzie a prosty regulator PID potrafi walczyc tylko 1 skladowa.
bardzo fajny i ambitny kanal z zakresu mechatroniki, z projektowaniem ukladow sterowania dojdziesz do takiego momentu, gdzie bedzie brakowac wiedzy i na pewno usiadziesz w ksiazkach i na pewno sobie z tym poradzisz :)
tak tak, PODŁANCZAMY, a swiatlo WLANCZAMY pewnie WLANCZNIKIEM. I nie "te kolo" tylko "to kolo", skoncz podstawowke zanim zaczniesz nagrywac
Dobrze, że ty ukończyłeś szkoły. Przy odrobinie szczęścia ten chłopak za kilka lat cię zatrudni i będziesz mu robił korektę tekstów i wymowy.
@@rafalos zatrudni hahaha ja nie pracuje dla idiotow