标签: 陀螺稳定

   陀螺稳定云台是最近几年进入消费领域的高科技产品之一，以微机械惯性传感器为基础，融合先进反馈控制和驱动技术，成为一款特殊的“玩具”，可以让你的视频拍摄不惧风吹浪打。它与无人机和双轮平衡车一起并称惯性稳定三剑客。       紫星打小喜欢折腾新奇特附庸高科技之风雅，但向来喜新厌旧，在折腾了两年多无人机之后，于2008年把能勉强悬停的四轴飞行器打入冷宫，移情到陀螺稳定平台上来。      最初的稳定云台使用村田ENC03或松下EWS82陀螺仪，前者便宜小巧，后者精确低温飘，而执行机构使用航模舵机，当时的舵机极少使空心杯电机，磨擦阻力和机械回差也是很大，制作出来的结构稳定性能真是一个惨字，当然这与控制算法也是有很大的关系。       经过头几个版本的折腾，紫星从以下几个方面进行改进：      1，传感器，先后测试过 EPSON 、 AD、CRS、ST等公司的单轴/多轴传感器，直到MPU6050神器现世，其间也对传感器滤波，降噪，融合，矢量旋转等软件算法不断探索和升级，直到卡尔曼和四元数泛滥江湖…        上图是松下的EWTS82单轴陀螺，温漂性能比ENC03好很多      上图是爱普生的Vx3500单轴陀螺，温漂性能较好，体积比松下的小很多      上图是CRS0302陀螺，体积很大也很贵，但耐震性能非常好，广泛用于那个年代的军用领域      2，执行器，舵机先天不足看来是没戏了，于是把其中控制板取出直接用H桥驱动，又为了消除齿轮回差构造了双电机消隙结构，终于得到一个相对完美的驱动方案（无刷电机驱动是后话了）。      上图是使用单个舵机的稳定控制器      上图是使用两个舵机做消回差驱动的的单轴稳定结构      3，反馈算法，通常都用的是PID，这个算法不同与卡尔曼和四元数相对静态化，是要大量的优化和调试才能得到效果。一开始乱晃加抖动，增加了各种限幅后才勉强平静下来，但快速性、精确性与稳定性之间永远是一个取舍的矛盾，如何增高控制算法的“增益带宽积”是数年来的核心实验方向，模糊、遗传、神经 、仿人智能、变结构…轮番上阵，经过大杂烩终于把PID打造成一个有气质有内涵的杂交系统。      经过两年多的折腾，终于出炉一个在当时看来还算惊艳的云台控制系统“双子星”，时至今日，那个系统的残骸已不多见，仅有几套还悬浮在某电视台屋顶，也仅有一说明书遗留网络：    http://www.docin.com/p-464222398.html        以下是说明书截图：      .......             五六年过去了，谨以此贴献给那一段岁月那一份激情那一堆积累和那一丛无奈。