Fragen zu Winkelgeschwindigkeit und Auflösung...

[JensF.]

Hallo,
ich konnte bis jetzt nichts zur Winkelgeschwindigkeit der Gimbalsteuerung finden,
wie viel Hz gibt es max. am Ausgang zum Motor?

Wie hoch ist die "mechanische" Auflösung dieser Systeme?

Hier meine überschlägige Rechnung:

Auflösung der PWM von 8 / 11 Bit entspricht grob 250 / 1000 Schritten

Bei einem 12Nut/16Pol Motor käme man dann auf eine "mechanische" Auflösung von etwa 0,06 / 0,015 Grad.
Bei einem 12Nut/14Pol Motor --> 0,034 / 0,0086 Grad.

Wie hoch ist die Auflösung der verwendeten Sensoren?
Ab welcher Winkeländerung / Winkelgeschwindigkeit spricht der Sensor / die Regelung an?
(habe das Datenblatt von 6050 grade "nicht auf Tasche" ;-)

Welche Winkeländerungen der Kamera sind bei welcher Brennweite "egal" bzw. nicht weiter störend?


Hat da jemand weitere Zahlen oder Daten?

Gruß

Jens

 

[Reddi]

http://invensense.com/mems/gyro/documents/PS-MPU-6000A.pdf ;-)

 

[OlliW]

die Auflösung der Sensoren findest du im Datenblatt. Allerdings ist deren Rauschen VIEL größer als die Auflösung... sprich die Auflösung ist als Zahl hier ziemlich irrelevant (bei MultiWii wird sie z.B. gleich um 3bit "runtergerechnet"... ohne Probleme)

Deine Rechnung zur Auflösung der Motoren ist zwar im Prinzip richtig, aber nicht vollständig... die "wirksame"/"effektive" Auflösung ist VIEL größer... hier kommt noch etwas hinzu was man bei ADCs als Decimation bezeichnet und irgendwie ähnlich zum Gedanken bei PWM ist... wenn die Zeitkonstante der Mechanik viel kleiner ist als die Rate mit der gemessen/gesteuert/geregelt wird ist (was der Fall ist!) dann werden ja während der Zeit der Mechanik viele verschiedene Werte an den Motor ausgegeben, und dadurch wird die Auflösung effektiv erhöht. Z.B. wenn bei 8bit PWM Auflösung für die Motorsteuerung abwechselnd 87 und 88 ausgegeben werden, dann sind das effektiv 87.5 weil die Mechanik zu langsam ist und drüber "mittelt". An der Stelle fragt man sich natürlich sofort warum das nicht auch mit Schrittmotoren geht. Tatsächlich, die Methode mit der die BL-Motoren angetrieben werden ist im Prinzip völlig identisch zu der bei Schrittmotoren, aber... die Schrittmotoren haben definierte Rastpunkte, die BL Motoren nicht... d.h. man kann zwar auch einen Schrittmotor schnell abwechselnd mit 87 und 88 ansteuern, aber er wird keine Position dazwischen einnehmen, sondern irgendwie wild zwischen 87 und 88 hin-und-her zappeln... Also, die Auflösung bei den BL-Motoren ist viel größer als wie du ausgerechnet hast.

 

[Wuiz]

An der Stelle fragt man sich natürlich sofort warum das nicht auch mit Schrittmotoren geht. Tatsächlich, die Methode mit der die BL-Motoren angetrieben werden ist im Prinzip völlig identisch zu der bei Schrittmotoren, aber... die Schrittmotoren haben definierte Rastpunkte, die BL Motoren nicht... d.h. man kann zwar auch einen Schrittmotor schnell abwechselnd mit 87 und 88 ansteuern, aber er wird keine Position dazwischen einnehmen, sondern irgendwie wild zwischen 87 und 88 hin-und-her zappeln... Also, die Auflösung bei den BL-Motoren ist viel größer als wie du ausgerechnet hast.

Das würde ich aber nur im Vollschrittbetrieb gelten lassen. In der Regel macht eine vernünftige Schrittmotorsteuerung ja Mikroschrittbetrieb, so dass man noch halb-, viertel-, achtelschritte,... erhält und auch eine sehr hohe Präzision und Auflösung bekommt. Genau dann nimmt der nämlich auch gezielt reproduzierbare Positionen zwischen den Rastpunkten ein.

Viele Grüße,
Stephan

 

[OlliW]

ah, geh
(1) eine vernünftige Schrittmotorsteuerung regelt auch den Strom und legt nicht nur eine Spannung an
(2) die Auflösungerhöhung durch Mikroschritt hat arge Grenzen (wenn man nicht echten Aufwand betreibt)
probiere es einfach aus und lass dich überraschen... du bekommst dann genau die Problem wie beim brushless mit zu starkem coggen... aber mir soll's egal sein was die Leute glauben... Cheers

 

[Wuiz]

Hi,
ok, wird schon passen - eh nur Halbwissen was man aus der Uni mitnimmt, und hier wurde ja nicht nach der Funktionsweise eines Schrittmotors gefragt.

Grüße,
Stephan

 

[JensF.]

Hallo,

@OlliW,

die "wirksame"/"effektive" Auflösung ist VIEL größer...

daher auch die Frage nach der mechanischen Auflösung ;-) und Frequenz.

Grundsätzlich ist mir das Prinzip klar, "Decimation" war mir als Begriff nicht bekannt ;-)
direkte Anwendung --> digitaler AVR-Port mir RC-Beschaltung als einfachster DA-Wandler

Durch verschiedene Motortypen mit unterschiedlichen "mechanischen" Auflösungen wird es vermutlich zu großen Unterschieden im Regelverhalten kommen.....
Das es mit Schrittmotoren nicht funktioniert, könnte abhängig der Regelfrequenz schon am kleinen Schrittwinkel von 1,8° gegenüber 10-30° bei BL-Motoren liegen.


Zum 6050er, "grob" geschätzt komme ich auf etwa 0,5-1°/s und 300-500Hz "Regelfrequenz", kann das passen?


Gruß
Jens