努力理解陀螺仪的作用

lonza

努力理解陀螺仪的锁尾和非锁尾功能。

经过学习老鸟前辈们的讲解，对模型直机陀螺仪（速率陀螺仪）的功能，有了新的认识。
陀螺仪的任务，可以解释为---在RUDD摇杆不动的情况下，控制尾巴以主轴为圆心，处于角速度恒定的旋转状态；另一个理解就是使JJ保持匀速自旋状态。

1.
锁尾模式：就是让陀螺仪控制尾巴，相对主轴，保持角速度恒定为零的匀速自旋状态，就是---锁得象跟棍似的---不旋转。

2.
非锁尾模式：就是让陀螺仪控制尾巴，相对主轴，保持不为零的恒定角速度自旋状态---匀速自旋。

3.
锁尾模式的感度：可以理解为，陀螺让尾桨，在每个发力周期，用多强的反抗力量，去对抗外界（不是遥控器RUDD发出的）使尾巴偏离“不旋转”的干扰，比如侧风。
这也印证了，为什么感度调太高。容易出现金鱼尾---感度越高，矫正力越大，但是每次都矫正过头，矫枉过正。

4.
非锁尾模式的感度：现在就容易理解这个让人迷惑的“非锁尾感度”了。套用锁尾感度的理解---陀螺让尾桨，在每个发力周期，用多强的反抗力量，去对抗外界（不是遥控器RUDD发出的）使尾巴偏离“匀速自旋”的干扰，比如侧风，突然加油提高的主桨转速扭力，等等。

5.
RUDD摇杆指令在两种模式下的不同作用
5A. 在锁尾模式，往左或右打RUDD，然后回中，是给JJ一个新的锁尾角度---打杆时，机头转；回中，机头锁定在这个新的方位角度。

5B. 在非锁尾模式，往左或右打RUDD，然后回中，是给JJ的匀速自旋加减角速度。
往自旋相同方向打RUDD，JJ旋转加速，RUDD回中后，JJ保持这个新的高速度自旋；反之，旋转减速，回中后，以这个新的低速自旋。
特例情况是，如果RUDD回中时，JJ的自旋角速度刚好降到零，那么就处于“角速度为零的自旋状态”，看上去象锁尾一样。

照这样看，F3C因为有许多连续匀速改变角度的飞行，比如圆周航线，应该用到非锁尾的比较多；而F3D选手钟情锁尾状态，因为JJ大多姿态突变，机头方位最重要，连续匀速变化很少。

以上想法比较粗浅，欢迎拍砖指正。

酷酷的飞手

JJ是什么意思？

aliuge2000

深奥

阿文制造

高深

akg240s

原帖由 raikvolt 于 2011-6-2 13:10 发表
大学里混的是艺术系。。。。。。实在看不懂啊。

我连大学都没混过，更看不懂:em25:

wkn

学习学习！

铜河

高深！

raikvolt

大学里混的是艺术系。。。。。。实在看不懂啊。

aptx4860

好人要赞，好帖要顶！

wmpl1234

技术帖，顶！

cookxk

顶楼上的，我作为一个学自动化的实在是惭愧。
要真正理解陀螺仪原理是需要自控理论的。
总的来说我没看懂，哈哈。
锁尾模式的反馈回路是角速度，非锁尾模式的反馈回路是角加速这个，我一直以为锁尾模式反馈的是角度。

[ 本帖最后由 cookxk 于 2011-6-1 09:28 编辑 ]

liu_tianyi

用MATLAB画了两个系统框图，陀螺仪用PI控制器来模拟，直升机模型就用个常数1来代替。只是用来定性，请大家不要纠结其中的数字大小

锁尾模式的反馈回路是角速度，使用的是“角速率传感器”。从图中看到，对于外界干扰始终为"1"的情况下，角度的输出是有限值。到达一定角度后就不再增大

非锁尾模式的反馈回路是角加速度，使用的是“角加速率传感器”。从图中看到，对于外界干扰始终为"1"的情况下，角速度度的输出是有限值，而此时由于角度是角速度的积分，因此角度将持续增大，直到外界干扰消失。这也就是所谓的“风标效应”。

当然，厂家是不会在一个陀螺仪里同时加角速度传感器和角加速度传感器。实际上，只要将PI控制器中的积分环节去掉，使得整个系统的传递函数的静态误差不为0，同样可以实现这种模态的输出。所谓陀螺仪的锁尾和非锁尾模式，就是改变了控制器的配置而已。

[ 本帖最后由 liu_tianyi 于 2011-5-31 05:35 编辑 ]

张灏

:loveliness: