flyman Админ. спросил 5 лет назад
С все новые блестящие стекла кабины казалось бы, что дни вращающийся механический гироскоп (и связанные рушиться из-за блокировка вращения) должно быть: щадящим каждому скучной математике достаточно сказать, что твердотельные гироскопы могут быть спроектированы и построены таким образом, что блокировка вращения невозможно, но я не уверена, что так они на самом деле предназначены.
Современные системы AHRS с твердотельными гироскопами (или заменяющие электронные горизонты, такие как серия RC Allen 2600 ) по-прежнему страдают от блокировки карданного подвеса, или они обеспечивают истинную трехмерную свободу?
Меня интересуют, прежде всего, ответы с точки зрения легкой авиации общего назначения, но ответы об электронных гироскопах на самолетах пригородной и транспортной категории тоже будут интересны.
flyman Админ. ответил 5 лет назад
AHRS не может страдать от блокировки карданного подвеса (так как нет Карданов, которые могут совместно использовать оси):
Обычные гироскопы также восприимчивы к карданному замку при определенных условиях. AHRS-это система всех отношений и свободна от таких проблем. — из руководства непрофессионала в AHRS
Тем не менее, системы AHRS все еще могут быть опрокинуты — я знаю, что какое-то время рутина авиашоу выполнялась в (тогда) Columbia 400 С G1000; пилот заметил, что система фиксировалась только ненадолго при выполнении перевернутых маневров. Для сравнения, Avidyne AHRS в то время требовал полных 2 + минут прямого и ровного полета перед сбросом.
flymanG1000 имеет встроенные ограничения отношения, за пределами которых он не будет читать правильно. Я постараюсь найти их в следующий раз, когда буду рядом с техническим руководством. Но, как вы сказали, поскольку они не могут упасть, вполне возможно сделать AHRS способным к точности при любом отношении.
Да, я тоже не помню, что это такое — я попытаюсь взглянуть на инструкцию, которую я получил дома Сегодня вечером.
Специфическое отношение ограничения, хочется верить, что они используют х/Г/З (Эйлеровы) координаты напрямую вместо получения их (так «это не кардан» (потому что там нет подвески), но эффект почти такой же (большой красный X на отношение отображения, когда вы выходите за рамки до тех пор, пока гироскоп можно сбросить))
Хм, я до сих пор не понимаю, как они получают пределы. Гироскопы всегда ортогональны, поэтому на входе имеется необходимая информация при любом положении. Вращение накопленных векторов возможно в любом представлении, заданном правильными формулами, и с неправильными формулами (например, просто добавление оси тангажа к наклону напрямую) заметно потеряет точность даже при небольших углах крена. Поэтому мне кажется странным, что они могут уйти с неправильными формулами (и «правильные» формулы не так уж сложны).
@JanHudec G1000 AHRS также использует магнитометр для некоторой информации (это часть того, почему перестройка в полете занимает так мало времени), поэтому возможно, что за пределами определенной области данные не проверяются между датчиками. Двойная система AHRS может быть в состоянии сравнить два, но то, что большинство самолетов GA, возможно, не может?
flyman Админ. ответил 5 лет назад
Да и нет. Карданный замок-это физико-математическое явление. Физически, карданные шарниры, разделяющие ту же самую ось, могут вызвать блокировку, и математически, представление многоосевого вращения может быть в условии, которое исключительно, в зависимости от того, как это представлено и вычислено внутренне.
Обычно мы обсуждаем и думаем об отношении самолета интуитивно как о наборе углов: крен, шаг и направление. В математических кругах это известно как множество или 3-2-1 углы Эйлера. Если вы посмотрите на скучную (или захватывающую, если вы такой человек) математику, вы можете увидеть векторно-матричное уравнение, связывающее изменение углов Эйлера, заданное набором угловых скоростей, заданных в раме самолета, по общему соглашению они называются p, q и r для скорости крена, скорости тангажа и скорости рыскания соответственно. То, как эти скорости влияют на изменение углов, зависит от текущего состояния углов, например, когда самолет наклонен, скорость рыскания корпуса будет изменять угол тангажа. Математически это означает, что «матрица состояний» зависит от состояния и должна постоянно обновляться с использованием самого свежего набора доступных состояний. Любой набор углов Эйлера будет иметь набор состояний, которые приводят к тому, что матрица состояний становится плохо обусловленной, что приводит к численной неустойчивости в этих условиях. Для набора углов крен-тангаж-возглавляя, это случается когда тангаж + или-90 градусов.
Способ, которым мы избегаем особенностей при написании программного обеспечения для AHRS,-это представление отношения в неособой форме. Это делается с помощью большего количества чисел для создания представления, а затем добавление ограничений, которые сохраняют уникальность. Матрица Косинуса направления 3×3 (DCM) может это сделать, у нее есть ограничения, которые заставляют ее собственные значения лежать на единичной окружности в комплексной плоскости. Мое любимое представление, однако,является кватернионом, ограниченным длиной единицы. Кватернион можно рассматривать в терминах теоремы Эйлера о вращении. Опять этот Эйлер, должно быть, какой-то гений. Во всяком случае, идея состоит в том, что вы можете определить ось вращения с тремя числами и использовать четвертый, чтобы представить угол вокруг этой оси для поворота. Это дает вам систему, свободную от «математического замка карданного подвеса», матрица состояний остается адекватно обусловленной во всех состояниях. Все, что вам нужно сделать, чтобы сохранить дружелюбие,-это время от времени нормализовать кватернион, и у вас всегда есть «фоновое» состояние, которое вы можете перевести в удобные для авиатора углы Эйлера.
Эта система» без блокировки карданного подвеса » проявляется на дисплее прибора глючным образом, когда она проходит/избегает этих особенностей, а-ля черная кошка, проходящая мимо в Матрице. т. е. » дежавю-глюк в матрице. Это происходит, когда они что-то меняют.»?
@radarbob, нет, потому что нет никаких переходов, участвующих в предотвращении особенностей. Система просто всегда использует более сложное представление, которое их не имеет.