Обзор принципов виброзащитной подготовки самолета 

Итак, мы готовы установить плату АП в самолет. Остается выбрать под нее наиболее подходящее место и провести вибро-диагностику сетапа. На первом этапе достаточно укрепить плату АП на мягких прокладках – резина, поролон другой материал. После этого необходимо подключить питание на двигатель, запустить КП, войти в монитор работы IMU. Включить мониторинг, сбросить горизонт. Теперь необходимо дать газ и наблюдать поведением индикатора горизонта. 

Если индикатор горизонта не выказывает тенденции существенно отклоняться влево-вправо, вверх-вниз (отклонение до 5 градусов не является критичным для полета самолета) то можно сказать, что сетап самолета произведен достаточно грамотно и не требует существенных улучшений. Хотя конечно, желательно иметь результат перфектный.

Если же наблюдается существенный крен или сдвиг тангажа, то это означает, что имеются проблемы с виброустойчивостью, которые необходимо преодолеть.

Для преодоления засады с влиянием вибрации существую следующие пути:

1)      подстройка параметров IMU

2)      балансировка мотора

3)      балансировка винта

4)      Утяжеление платы АП и дополнительные виброгасящие мероприятия- спец. виброподвесы и проч.

Подстройка параметров IMU

Прежде всего необходимо в КП проверить Калибровки->Настройка IMU. На экране должен быть следующий диалог:

Суть изменяемых параметров состоит в следующем:

-      Уровень шумов. Данный параметр управляет величиной вариации на каждый шаг предсказания. Кроме того, он ограничивает вклад всех трех датчиков: гироскопа, акселерометра и магнетометра. Суть внешних проявлений такова, что если данный коэффициент увеличивать, то повышается точность позиционирования горизонта и скорость его восстановления по акселерометру и магнетометру. Однако при этом увеличивается зависимость горизонта от вибраций. Вероятность искажений на выходе фильтра EKF повышается. Если же данный параметр увеличивать, то уменьшается степень зависимости горизонта от вибраций. Но и скорость восстановления сбитого горизонта исходя из показаний акселерометра и магнетометра снижается. Можно попробовать значения 1.0, 0.1, 0.01, 0.001 и посмотреть на что это влияет. По дефолту, подобранное мной значение, равно 0.01

-      Уровень вклада акселерометра. Данный параметр ограничивает дельту корректировки горизонта исходя из показаний акселерометра. Зависимость обратно пропорциональная. То есть, чем больше данное значение, тем меньше учитываются показания акселерометра в конечных расчетах. По дефолту, подобранное значение, равно 10000. Можно уменьшать это значение и наблюдать на что это влияет при расчете горизонта.

-      Уровень вклада магнетометра. Аналогично акселерометру. По умолчанию значение подобрано равным 100. Не забывайте, что магнетометр должен быть откалиброван, иначе высокий вклад его в финальный результат может вызывать искажение горизонта в статическом состоянии.

-      Уровень отклонения акселерометра от 1G. В процессе полета самолет испытывает различные нагрузки, что влияет на правдивость показаний акселерометра. Данный параметр позволяет отключать акселерометр из цепочки расчетов, если модуль перегрузки превышает 1G в любую сторону на процент заданный в данном параметре. По умолчанию выставлено 0.3, то есть, примерно 30% от 1G

-      Частоты среза ФНЧ фильтров. Начиная с версии АП 0.1.0.243 между сырыми данными и входом EKF можно подключить цифровые фильтры ФНЧ с заданной частотой среза. Данные фильтры позволяют отсечь виброшумы выше выбранной частоты. Однако плата за это – латентность реакции горизонта на реальные отклонения тела самолета.

-      Подключить/отключить фильтры. По умолчанию фильтры отключены.

В КП, начиная с версии 46 при мониторинге данных гироскопа и акселерометра можно наблюдать графики показаний по каждой из трех осей. Этим удобно пользоваться при оценке уровня вибраций без мотора и с работающим мотором.

При подборе параметров IMU необходимо добиться правдивого устойчивого горизонта. Изменения параметров можно потом сохранить перманентно в настройках IMU.

Балансировка мотора и винта

Даже если с горизонтом все хорошо, необходимо балансировать мотор и винт. Для балансировки необходимо запустить мониторинг акселерометра, снять винт, и дать газ. Затем наблюдать уровень пульсаций показаний. Далее необходимо взять скотч и путем наклеивания кусочков с разных сторон, и наблюдений за пульсациями по монитору необходимо добиться минимального уровня реакции акселерометра.

После этого надеваем винт и производим ту же операцию, но скотч клеим на винт. Задача – найти при каком дополнительном весе лопасти, показания вибраций по графику акселерометра будут минимальны.

На графике мониторинга показаний акселерометра по цветовым составляющим можно оценить в какой плоскости тряска наибольшая. Хотя скорее всего, плясать будут все три составляющие.

Вся шкала акселерометра составляет 8G. Если вибрация такова, что показания акселерометра начинают зашкаливать, то разговор об адекватном горизонте при таких условиях не идет вообще.

Кроме показаний акселерометра, есть еще график показаний гироскопов. Он показывает скорость вращения тела в трех плоскостях. Поскольку диапазон +/- 2000 градусов отобразить нереально, то визуальный диапазон на графиках отрезан примерно на +/- 200 градусах.

 

Дополнительные мероприятия

В качестве дополнительных виброгасящих мероприятий рекомендуется любой способ утяжеления платы АП и эластичное изолирование такой конструкции от трясущихся плоскостей корпуса.

По возможности отодвинуть плату подальше от мотора.

Специальные виброподвесы для автопилотов.

Крепление двигателя к фюзеляжу через эластичные прокладки.

Крайне не рекомендуется жесткое крепление платы к корпусу. В случае жесткой установки вся вибрация будет передаваться на плату АП по максимуму.

Бесплатный хостинг uCoz