Обработка управляющих сигналов в кодере RC-аппаратуры

Ранее, для упрощения рассуждений, мы рассматривали все процессы, выполняемые в кодере всего лишь в одном квадранте системы координат. Для этого было введено единичное нормирование всех сигналов, и ограничение по знаку — сигналы УС и ВС были ограничены диапазоном [0 ; 1], и не могли принимать отрицательные значения. В реальности как ручки управления, так и рули моделей могут отклоняться в обе стороны от нейтрального положения, иначе говоря, их положение может математически принимать положительные и отрицательные значения. (Впрочем, некоторые функции все же удобнее моделировать именно в одном квадранте, например — произвольную кривую). Модифицируем Рис. 1 для того, чтобы он отвечал этому условию. Для этого просто продлим оси УС и ВС до значения «-1″, и тоже самое сделаем с графиком функции ВС = УС (например, когда К = 0,8 ).

gl151

Функцию, изображенную на Рис.12 можно преобразовывать с помощью всех приведенных выше формул, описывающих как линейные, так и нелинейные преобразования сигнала в КУ (исключение составляет лишь операция по формированию произвольной кривой, о чем я уже говорил). Более того, используя описанные выше методики, можно для положительных и отрицательных значений УС настраивать различные зависимости ВС от УС. Эта возможность используется, в частности, для реализации операции дифференциального отклонения (DIFF) рулей (допустим — элеронов), когда при одинаковом угле отклонения ручки управления в разные стороны от нейтрали, элероны отклоняются на разный угол вверх и вниз, при сохранении линейной пропорциональности управления. График такой зависимости изображен на Рис. 13, а ход элеронов при этом показан на Рис. 14 (правда, изображенный пример возможен только при управлении каждым элероном по отдельному КУ).

gl152 gl153

Аналогичные «дифференциальные» настройки можно применить и для экспоненциальных функций.

Рассмотрим функцию «триммирование» (TRIM, TRM) канала управления.
Триммирование — это изменение нейтрального положения какого-либо управляющего органа модели (далее будем подразумевать рули управления), необходимое для динамической компенсации механической или аэродинамической несимметричности модели. Как правило, процесс триммирования выполняется в процессе первых запусков модели, после чего новое положение рулей запоминается как нейтральное, и сохраняется в памяти кодера (в блоке настройки параметров модели) в течение длительного времени.
В RC-аппаратуре могут применяться механические или электронные триммеры. Электронные триммеры, в свою очередь, подразделяются на аналоговые и цифровые. Далее будем рассматривать исключительно способ цифрового триммирования, как наиболее прогрессивного, обеспечивающего максимальную точность процесса, и простоту реализации.
Математически триммирование — это изменение коэффициента B в уравнении прямой, которое уже приводилось выше (9). В нашем случае процесс триммирования описывается так:

ВС = K * УС + B, (37)

В графическом виде этот процесс изображен на Рис. 15:

gl154

Очевидно, что коэффициент В может принимать как положительные, так и отрицательные значения, что соответствует смещению Nt в ту или иную сторону от ранее принятого значения. Новая точка Nt, настроенная при триммировании КУ, принимается за «нулевую» в соответствии с определением Nt, данным в первой части этой статьи, коэффициент В записывается в память, и для упрощения, в дальнейших рассуждений может опускаться.

И наконец, последняя операция, о которой следует рассказать — «реверсирование» (REVERS, REV) сигнала КУ.
Полагаю, нет необходимости описывать физический смысл этой операции, он очевиден. С математической точки зрения реверсирование — это инверсия знака ВС в (37):

ВС = -(K * УС + B). (38 )

На Рис. 16 показано, что происходит с ВС при этой операции. Здесь сплошной линией показана прямая зависимость ВС = 0,8*УС, а штрих-пунктирной — обратная зависимость (реверсированный сигнал) ВС = -(0,8*УС).

gl155

Итак, мы рассмотрели все базовые операции над сигналами, которые осуществляются в кодерах устройств, предназначенных для дистанционного управления моделями. Можно утверждать, что любое преобразование сигнала, как линейное, так и нелинейное, можно свести к последовательному вычислению формулы, описывающей элементарное уравнение прямой.
Следует особо заметить, что все описанные выше операции обладают свойством суперпозиции, т.е. могут накладываться одна на другую в любой последовательности и пропорциональности, без изменения собственных характеристик и параметров.

Частные операции по настройке пресетов (предустановок), которые в RC-аппаратуре принято называть программными микшерами по сути своей не являются преобразованием сигналов. Скорее — это способы распределения управляющих сигналов по каналам управления в зависимости от выбранного типа модели, и поэтому подробно мы рассматривать их не будем, здесь, как говорится — «сколько человек, столько и мнений».
Но в основе и этих операций лежат описанные выше функции нормирования, линейного и псевдо-нелинейного преобразования и микширования, каждая из которых может быть сведена к тривиальному уравнению прямой Y = K*X + B, о котором все мы узнали еще в шестом классе средней школы.

Страницы: 1 2 3 4 5 6 7