Ohjausteoria

[vaaka]

Paikallaan seisominen on kivaa valoissa, mutta valojen tiheydestä riippuu, miten nopeasti akku tyhjentyy. Pääkaupunkiseudulla monin paikoin liikenne on jatkuvaa kiihdytystä ja pysähtelyä.

[ukram2]

Periaatteessa kai ohjaaminen menisi siten että kun kuski kääntää ohjaustangosta, ohjain kääntää ensin pyörää vastasuuntaan, kunnes sopiva kallistus on saavutettu ja sen jälkeen pyörä käännetään kaarresuuntaan. Jos tämän saa oikein hienosti viritettyä, niin kallistuminen ensin kiihtyy tasaisesti ja sitten hidastuu tasaisesti kunnes ollaan tasapainoisessa kaarreajossa. Ja jos tangon kääntäminen tapahtuu tarpeeksi hitaasti niin pyörän kallistus vaan seuraa sitä tangon liikettä.

[jviirret]

Periaatteessa kai ohjaaminen menisi siten että kun kuski kääntää ohjaustangosta, ohjain kääntää ensin pyörää vastasuuntaan, kunnes sopiva kallistus on saavutettu ja sen jälkeen pyörä käännetään kaarresuuntaan.

Mutta entäs sitten kun esim. tuuli kallistaa pyörää.
Tuuli puhaltaa oikealta --> pyörä kallistuu vasemmalle --> automaatti ohjaa perää vasemmalle eli keulaa kääntyy oikealle --> kuljettaja joutuu ohjaamaan automaattia vastaan ettei aja ojaan --> kumpi voittaa, kuski vai ohjausautomatiikka? Jos kuski voittaa pyörä kaatuu, jos automatiikka voittaa päätyy molemmat ojaan.

Jukka

[jooseha]

Suoraan menolle tarvii ilmeisesti olla kompassi tai sitten pitää kirjaa käännöksistä Jos sen tekee niin että laittaa vaan menemään rungon suuntaan suoraan, kaikki horjahdukset poikkeuttavat pyörää suunnasta ja sitä joutuu ohjaamaan aktiivisesti halutun suunnan säilyttämiseksi.
Toinen ajatus, mistä tuo ensimmäinenkin on johdettu, on kuoppien kiertämisen vaikeus. Normaali pyörällähän voi tehdä aika mutkaisenkin reitin, joka kulkee tarkasti tiettyjen pisteiden kautta. Esim kahden montun välistä. Jos tasapainon pito annetaan automaatille, katoaa nämä tarkat pisteet, koska automaatti tekee tasapainokorjaukset oman päänsä mukaan silloin, kun anturi kertoo. Hyvällä automatiikalla korjaukset saa tietysti tehtyä pienin poikkeutuksin linjalta ja hyvällä ajoalustalla asialla ei ole merkitystä.

[ukram2]

Mutta entäs sitten kun esim. tuuli kallistaa pyörää.
Tuuli puhaltaa oikealta --> pyörä kallistuu vasemmalle --> automaatti ohjaa perää vasemmalle eli keulaa kääntyy oikealle --> kuljettaja joutuu ohjaamaan automaattia vastaan ettei aja ojaan --> kumpi voittaa, kuski vai ohjausautomatiikka? Jos kuski voittaa pyörä kaatuu, jos automatiikka voittaa päätyy molemmat ojaan.

Jukka

Joo en ole vielä läheskään varma miten tuo ohjaus pitää toimia... kaipa sen pitää sopeutua tilanteeseen. Myöskin painon siirtely varmaan vaikuttaa jotenkin, kun pyörä kallistuu vastakkaiseen suuntaan.

Nopeuden mittaamiseen napadynamo antaa sopivaa vaihtovirtasignaalia, tätä varmaan kannattaa hyödyntää korjaamaan nopeuden vaikutusta ohjaukseen.

Tuosta matlab linkistä en viisastunut paljonkaan, "Linear-Quadratic-Integral control"... http://se.mathworks.com/help/control/ref/lqi.html

[jori]

https://en.wikipedia.org/wiki/Pendulum_(mathematics)

Tuo pendulum matematiikka varmaan on hyvä approksimaatio kallistumisesta, eli 1 asteen kulmalla kiihtyvyys = g * sin(1) = g * 0.0174

adxl335 on varmaan ihan hyvä piiri tähän, jos analoginen kelpaa, ja sen saa arduino-piirilevy versiona, jolloin ei tarvi yrittää tinata älyttömän pientä piiriä.

Tasaisessa kaarreajossa mitatusta kiihtyvyydestä voi laskea miten paljon kallistusta on, siis kulma = arcsin(1/(a/g)), eli jos a=g*1.41, niin kulma = 45 astetta. Pienillä kulmilla kuitenkin gravitaation vaihtelu maapallon eri osissa voi hämätä. (Päiväntasaajalla g on 9,7804 m/s² ja navoilla 9,8322 m/s²). Ja tietysti kuopat.

Ohjaavan renkaan suunta on myös syytä tietää, tai siis sen joutunee joko mittaamaan tai pitämään kirjaa ohjausliikkeistä.

Käsittääkseni säädin siis joutuu säätämään kahta asiaa, toisaalta renkaan haluttua kääntösuuntaa ja toisaalta pyörä pitää pitää pystyssä.

Jonkinlainen trail ohjaavassa pyörässä voisi olla hyvä jos halutaan tehdä trackstand . Siis pyörän nopeus jarrutetaan nollaan ja takapyörä jää heilahtelemaan siten että pyörä pysyy pystyssä. Tällä varmaan voittaisi hitaan ajon kisan...

Noin kyllä, jos käytät kiihtyvyysanturia. Kehotan kuitenkin miettimään, miten ohjaus järjestyisi gyroanturilla kulmanopeutta mittaamalla. Kulmanopeus nimittäin hiukan ennustaa, mihin päin kohta ollaan kaatumassa ja toimii siis pystysuunnan lähellä tarkemmin. Sen avulla on myös helppo hoitaa kaarteen ajaminen ja sen kallistuskulma. Säätöidea on siis pitää ajosuuntaisen akselin kulmanopeus nollana. Kun kuski antaa pyörälle ohjaamalla kallistuman, automaatti jatkaa tästä pitämällä kaarteen tasaisena, eli ajosuunnan kulmanopeuden nollana, vaikka pystyakselin kulmanopeudella onkin kaarteen säteestä ja ajonopeudesta riippuva arvo.

[PW]

Menee sen verran yli meikäläise hilseen ettei kannattas juuri kommentoida mutt ihmettelen vaan jos pyötäs on ohjaustanko ja kuski sitä ohjaamassa, mihin tarvitaan automatiikkaa.
Muuten oon sitä mieltä ett etuohjaus on pirun hyvä keksintö ja etuvetokin monessa tapauksessa = MBB.

[Vilijami]

Totta kai ohjaustanko ja etuohjaus on helppo ja toimiva ratkaisu, mutta se ei mielestäni ole tässä se juttu.
Arvostan suuresti kun kokeillaan kaikenlaista hullua ja jos sen saa toimimaan, niin vielä parempi.
Rakenna vaan ukram2 sähköohjaus, niin mielenkiinnolla seurataan!

[PW]

Totta kai ohjaustanko ja etuohjaus on helppo ja toimiva ratkaisu, mutta se ei mielestäni ole tässä se juttu.
Arvostan suuresti kun kokeillaan kaikenlaista hullua ja jos sen saa toimimaan, niin vielä parempi.
Rakenna vaan ukram2 sähköohjaus, niin mielenkiinnolla seurataan!

Juu arvostan miekin vaikk en mitään tästä ymmärrä.

[jviirret]

Menee sen verran yli meikäläise hilseen ettei kannattas juuri kommentoida mutt ihmettelen vaan jos pyötäs on ohjaustanko ja kuski sitä ohjaamassa, mihin tarvitaan automatiikkaa.

Vastauksen kysymykseesi saat jos/kun yrität joskus tehdä kaksipyöräistä jossa on oikea takaohjaus
Ei tässä munkaan mielestä ole mitään järkeä ja luulen ettei koskaan tämän keskustelun pohjalta tulla näkemään mitään konkreettista laitetta, mutta onhan se joskus mukava pohdiskella asioita ihan teoreettisella tasolla. Saattaa vaikka johtaa jossakin toisessa yhteydessä hyvään oivallukseen

Jukka

[ukram2]

Varmaankin koitan ekana rakentaa jonkinlaisen pienoismallin, esim. jonkun pystyyn asetetun levyn tasapainotus siten että anturi on levyssä kiinni ja levyn alareunaa liikutellaan jonkinlaisella liukuhihna virityksellä.

Nuo kiihtyvyysanturit toimivat käsittääkseni hitaissa liikkeissäkin ihan hyvin, koska painovoimavektorin suunta on aina mitattavissa. Siis jos se vektori alkaa pyörimään jonnekin päin niin pyörä on kaatumassa.

Sivutuuleen nojaaminen menisi siten että tehdään pyörän kaatumisen pysäyttävä ohjausliike, ja tämän jälkeen voidaan jatkaa tasapainoilua uuden sivutuulikorjatun pystysuunnan ympärillä.

[jviirret]

Sivutuuleen nojaaminen menisi siten että tehdään pyörän kaatumisen pysäyttävä ohjausliike, ja tämän jälkeen voidaan jatkaa tasapainoilua uuden sivutuulikorjatun pystysuunnan ympärillä.

Ihmisen ohjaamalla ajoneuvolla ajetaan sivutuulessa kallellaan. Pitäisikö "asentoanturin" olla heiluri joka roikkuisi pyörässä? Tällöin se olisi sivutuulelle alttiina, tietokone luulisi pyörän olevan pystyssä vaikka todellisuudessa olisi kallistunut tuulen suuntaan?

Jukka

[ukram2]

Kiihtyvyysanturin antama painovoimavektori osoittaa sen heilurin ala-asentoa, siis se ei toivon mukaan itse värähtele kuten fyysinen heiluri.

[ukram2]

Ohjausservon mitoitus on yksi epäselvä juttu: paljonko vääntöä ja tehoa ja nopeutta pitäisi olla että ohjaus toimii kunnolla? Pystysuora haarukka varmaankin minimoisi tarvittavan väännön, mutta esim. rc servoissa näyttäisi olevan melko pienet tehot ja ne pyörivät aika hitaasti.

Luulisin että ohjaukseen tarvitaan keskimäärin vähän tehoa, mutta nopeissa tilanteissa voisi olla hyvä että tankoa voi kääntää tarvittaessa nopeastikin, jolloin tarvittaisiin hetkellisesti aika paljon tehoa.

Yksi tapa ohjauksen tekemiseen voisi olla jousipyssy-tyyli, eli ohjaustanko, jonka päihin kiinnitetään hammashihna, ja rungossa on pienellä hammaspyörällä varustettu moottori/servo, joka siirtää hihnaa. Tällä kai saisi minimoitua tarvittavan voiman ja ohjaustankoon voisi olla helppo tehdä myös mekaaninen välitystanko esim. penkin alla olevaan toiseen ohjaustankoon, jolloin olisi backup-ohjaus sähkövian varalle.

[jviirret]

Ohjausservon mitoitus on yksi epäselvä juttu: paljonko vääntöä ja tehoa ja nopeutta pitäisi olla että ohjaus toimii kunnolla? Pystysuora haarukka varmaankin minimoisi tarvittavan väännön, mutta esim. rc servoissa näyttäisi olevan melko pienet tehot ja ne pyörivät aika hitaasti.

Nollajätöllä ja pystysuoralla haarukalla tosiaan tehontarve on pienin, mutta haarukassa ja renkaassa on kuitenkin aika paljon massaa ja sitä voi joutua kääntelemään hyvinkin nopeasti ees taas. Eikä nolla jätöllä voi tehdä pyörää joka pysyisi paikoillaan pystyssä. RC-servot taitaa olla kaikki turhan hengettömiä

Jukka