Thema: Autonom in kleinen Dosen: R2_D03 + Nachfolger R3D01

Danke mausi_mick.

Nun muss ich noch tiefer in die Regelungstechnik (baaaahhhhh - schauderhaft), damit ich den scheußlichen Ausleger wegbekomme und das Fahrverhalten weniger spastisch wird.

Hallo oberallgeier,

mach noch nen Haken dran, und dann auf zum angeln .

Da hast du dir aber eine echte Sauerei ausgedacht. (Sieht ja noch viel mehr nach Schweinepest aus.)

Wenn man das Video mal wieder 30- bis 42-mal ansieht, kann man erahnen, dass die Schwenkhöhe vom Sensor so um "Dosenhöhe durch 2,5" ist.
Das ist nicht allzu viel. Somit ist natürlich auch der Messbereich vom Sensor extrem klein und die Abweichungen vom Sollwert ja noch nur die Hälfte.

Liefert der Sensor in dem Abstandsbereich überhaupt 'glaubwürdige' Daten?
Es kann ja sein, dass du dich gar nicht auf die Regelung (da stimme ich deinem "baaaahhhhh - schauderhaft" voll zu), sondern eher auf die Datenerfassung konzentrieren musst.

Ansonsten bleibt auch mir die Spucke weg und ich stimme mausi_mick voll zu. Ratten-, bzw. um beim Thema zu bleiben: Saustark!

Gruß Sternthaler

Zitat von Sternthaler

... Haken dran, ... zum angeln ...
Da hast du dir aber eine echte Sauerei ausgedacht...

Schade, dass ich Dich verpasst hatte. Was glaubst DU denn, was man sich hier, hinter allen bekannten Wäldern, den ganzen Tag ausdenkt? Das ist hier schlimmer als in unseren Kanzleien und Ministerien (kommt NICHT von mini - aber eben auch nicht von ministere). Aber mit Angeln hab ich es nicht so.

Zitat von Sternthaler

... Somit ist natürlich auch der Messbereich vom Sensor extrem klein und die Abweichungen vom Sollwert ja noch nur die Hälfte ...

Der GP2D120 hat aktuell einen Messabstand zwischen 54 und 83 mm, entsprechend rund 550 bis 350 digit. Anm.: Diagramme OHNE Motorbetrieb !

................Bild hier  

Mit dem Ausleger habe ich so eine Art ("Evolventen-" *gggg*) Sinus, der ja um die Null Grad recht linear verläuft. Das hilft schon viel. Später, wenn ich das auf dem MiniD0 realisieren sollte, wird nach meiner Methode "Blindenstock" gemessen. Der Abstand ist dann rund 99 mm bis 110 mm und ich werde mit etwa 50 bis 60 digit auskommen müssen (genau - die Regelung muss mit der Hälfte leben). Geht wieder ein bisschen ans Limit. Dabei habe ich mich auf diese Eichkurve bezogen. Die selbstständige Kalibrierung war beim MiniD0 notwendig geworden, weil ich keine Spannungsregelung habe und bei meinen Fahrten ein deutliches Fading nach ein paar Minuten feststellbar ist . . . . Zur Vermeidung von Rundungsfehlern und natürlich mit Blick auf die Zeit verwende ich die digits gleich als Regelungsgrundlage und rechne nicht erst nach Längeneinheiten um.
Nachtrag, spät abends: Die Messungen oben sind Einzelwerte ohne Durchschnittsbildung, Messzylus unter 60 ms. Damit hole ich fast alle (neuen) ADC-Werte des Sharp ab (ADATE = 1, ADCPrescaler = clock/12. Die Anfahrdellen bei einigen Kurven sind Nachschwinger nach dem Kippvorgang zwischen den beiden Extremwertmessungen - danach wurde die Wartezeit nach dem Kippen verlängert. Nach dem Kippen wird auch der neue Wert kontrolliert - manchmal schwingtkippt das Ding nämlich zurück.

Zitat von Sternthaler

... Liefert der Sensor in dem Abstandsbereich überhaupt 'glaubwürdige' Daten ...

Ist ja fies, dass Du mir solche Fehler zutraust - ich schreibe vermutlich immer noch zu viel über all den Blödsinn, den ich mache und all die Sackgassen in die ich blind renne. Aber guck Dir doch das Bild und die Eichkurve im Link an: im aktuellen Bereich ist die Steigung des Sharp schön: viele Messwerte bei wenig Weg. Im Bereich um die 100 mm ist das immer noch ganz ok, erst über 150 mm wird der Messwert für die hier diskutierte Regelung wenig Wert sein. Die Datenerfassung ist schon ein Problem: der Sharp liefert neue Messwerte leider nur im Abstand von 40 ms, das ist für die Zeitkonstante des "Dosen-" Pendels etwas langsam. Aber wers nicht probiert, hat ja schon verloren.

Zitat von Sternthaler

... Ansonsten bleibt auch mir die Spucke weg ...

Dagegen hilft bestimmt ein zügiger Zug aus einer vertrauenswürdigen Flasche. Prost!

Hallo zusammen,

laßt euch bloß nicht von den "Evolventen" beeindrucken .
Wahrscheinlich sind nun bei diesem 'Schwenkgewicht' die Getriebe-Zahnräder in den Antriebsservos so ausgefahren, dass dortige Abschabungen zu solchen Effekten führt. (Huuaaa, was für ein Unsinn kommt denn nun )

Zitat von oberallgeier

Aber wers nicht probiert, hat ja schon verloren.

Da muss ich dir uneingeschränkt Recht geben.

Zitat von oberallgeier

... ein zügiger Zug aus einer vertrauenswürdigen Flasche. Prost!

Die Flasche war wie immer groß. Deshalb erst jetzt eine dumme Antwort. Muss ja bei klarem Verstand geschrieben werden.

Zitat von oberallgeier

Ist ja fies, ....

... ja, Ja, JA ... Bist du was anderes von mir gewohnt?
Da ICH den "Messwert-Thread" von dir nicht gesehen, oder vergessen hatte, sollte das aber nicht heißen, dass DU das nicht schon lange erledigt hattes.
Nun bist du aber trotzdem, oder gerade deshalb, der Angeschmierte, da du dich nun doch um "baaaahhhhh - schauderhaft" kümmern musst .


Frohes Schaffen wünscht
Sternthaler

Hallo Zuseher,

Zitat von Sternthaler

... Wahrscheinlich ... Getriebe-Zahnräder in den Antriebsservos so ausgefahren ...

Das spastische Fahrverhalten hatte schon diesen Verdacht geweckt. Nach den ersten Balanceakten waren bei Normalfahrt, einfacher Vor- und Rückwärtsfahrt mit Kurven, deutliche Schwingungen zu sehen, die zuerst auf Verschleiss im Getriebe und erst nach näherer Kontrolle auf Fehlanpassung des Reglers deuteten.

Zitat von Sternthaler

... bist du aber trotzdem, oder gerade deshalb, der Angeschmierte ...

Stimmt. Hobbies sind wie Urlaub "auf der Arbeit" - alles was zu tun ist, bleibt liegen, wenn Du es nicht selbst machst.

Genauere Tests zeigten eine Fehlanpassung der Regelung. Daher wurden die Regelparameter geändert. Trotzdem blieben Störungen, die teilweise eher zufällig auftraten. Sie zeigten sich vor Allem beim Übergang von gewissen Manövern - beispielsweise bei einfacher Geradeausfahrt nach einem schnellen Turn. Hier half keine Anpassung der Regelungsparameter - und diese Arbeiten waren nicht nur unergiebig, sondern auch zäh und langandauernd (habs halt nicht gerafft was da los war).

Zusätzliche Codeanpassungen hatten auch diese Störungen behoben. Dabei werden vor markant geänderten Fahranweisungen sämtliche Werte, die von der Regelung benutzt werden (letze Drehzahl u.ä.), auf Null initialisiert, die neue Teilfahrt bedeutet also immer ein Einschwingen des Reglers in seine Normalfunktion. Offensichtlich hatten vorhergehende Fahrweisen den Regler (bei der notwendigen Anpassung) so verstellt, dass er bei der neuen Fahrweise überreagierte.

................Bild hier  
................Die Testfahrt auf YouTube

Die Testfahrt mit diesen Änderungen ist im Rahmen der apparativen Möglichkeiten recht ordentlich. Dabei wird das MiniD0 mit aktivierter Regelung, aber sonst nur mithilfe der Odometrie gefahren. Wieso "im Rahmen der apparative Möglichkeiten"? Die Getriebe hatte ich von der originalen Übersetzung ca. 768:1 auf ca. 90:1 umgebaut. Dabei habe ich mittlerweile beinhahe 1 mm Fahrweg pro "Tick" bzw. halber Motorumdrehung - beim R2D03/Dottie sind das eher 0,1 mm ! Das bedeutet beim MiniD0 bei einer engen Kurve schon eine Richtungsänderung um fast ein Grad mehr oder weniger . . . . . Ich finde, dass es trotzdem gelungen ist.

AUFRUF
an die Regelungsexperten.

Mit diesem Code bemühe ich mich, die beiden Motoren meines MiniD0 gleichmässig auf die geforderte Geschwindigkeit einzuregeln.

Code:

// =================================================================================
// ===  HAUPTProgramm ==============================================================
// Initialisierungen, LED1 kurzblinken als Signal für Programmstart,
.....
  Kp12         =    2;  // Regelfaktor P-Anteil !!! Divisor ### war 5 (=1/5), dann 4
  Kp34         =    2;  // Regelfaktor P-Anteil !!! Divisor
  Ki12=Ki34    =   30;  // Regelfaktor I-Anteil !!! Divisor
  Kd12=Kd34    =    4;  // Regelfaktor D-Anteil !!! Divisor
.....                          
// =====  Ende des main =====
// ================================================================================


// =================================================================================
// ===  Regelungsroutine für Motor 34  =============================================
// Die gemessene Zeitdifferenz Iz_diff1 zwischen zwei Encoderinterrupts
//   wird zur Regelung verwendet
                                  
  void rgl_mo_34(void)          // Regelung für Motor 34
{                                 
                                  
  if (sspeed34 <= 15)           // Soll überhaupt gefahren werden?
  {                               
    OCR0A = 0;                  // Unter x mm/s soll nicht gefahren werden
    return;
  }                            
  tupsi34      = Iz_diff1;              // Übernahme Iz-Wert in Regelung
  ndrz34       = sspeed34;                
                                          
  ix34         = 8300 / tupsi34;        // => Ist-Geschwindigkeit in mm/s
  ie_mot34     = ndrz34 - ix34;         // Vergleich => Regelabweichung
                                          
  if (tupsi34 > 500) {tupsi34 = 500;}   // 22apr09-0847 Begrenze auf 500 statt 250
                                          
  isum34      += ie_mot34;                 
  if  (isum34  < -1000) { isum34  = -1000;}
  if  (isum34  >  1000) { isum34  =  1000;}
                                  
  iyp34        = ie_mot34 / Kp34;       // P-Anteil berechnen; Kptheor = 0,25 !!
  iyi34        = isum34 / Ki34;         // I-Anteil berechnen
  iyd34        = (ie_mot34 - ie_alt34) / Kd34;         // D-Anteil berechnen
                                   
  iy34         = iyp34 + iyi34 + iyd34;	// Gesamtkorrektur berechnet
                                  
  ie_alt12     = ie_mot12;
                                
  if ( iy34    <   0 )   { iy34   =    0;}
  if ( iy34    > 255 )   { iy34   =  255;}
                                    
  OCR0A = iy34;                 // Ansteuerung der PWM direkt statt "setPWMxxx"
//  PORTC ^=  (1<<PC4);           // "war-hier-Signal": LED auf PC4 toggeln
                                    
  return;                          
}               
/* ============================================================================== */

Das obige Video zeigt, dass mit meiner Odometrie und dieser Regelung die Fahrt recht genau sein kann. Es gibt natürlich auch andere Videos - maximale Abweichung nach Rückkehr des MiniD0 rund 3 cm - nach etwa insgesamt 80 cm Fahrtstrecke (ohne Turn gerechnet), mit vier und 1/4 Vollkreisen, der 180°- und der 90°-Kurve. Sprich: die Reproduzierbarkeit der Fahrten ist unbefriedigend. Die Abweichungen haben wohl mehrere Gründe:

1) Ungleiches Anfahren aus dem Stillstand. Als Abhilfe habe ich jedesmal beim Anfahren die PWM für einen Zyklus auf 250 gestellt . . .
2) Mir fehlt natürlich die Kopplung der Antriebe bzw. eine Art Software-Differential, mit dem ich Nachhinken oder Vorlauf eines Antriebs in die Regelung bzw. die Vorgaben des anderen Antriebs übertragen kann. Dies könnte ja im schlimmsten Fall zu unkontrollierbaren Schwingungen führen.

Frage: Wie mache ich so eine softwareseitige Verbindung der jeweiligen Abweichungen der beiden Antriebe - mit der die Fahrstrecken z.B. alle fünf bis 20 mm (hier also etwa fünf bis 20 Regelzyklen oder mehr) aufeinander abgestimmt werden können?

................
................Die Testfahrt auf YouTube

Hallo Joe,

schönes Ergebnis, fliessende Bewegungen. Leider bin ich mit der Regelungstechnik gar nicht vertraut. So bin in ich hier nur ein interessierter Zuseher.

grüsse,
Hannes