Onderwerp: RM-Roerstand-Indicator

@Nachtvlinder: je wekt herinneringen aan de colleges regeltechniek tot leven
P, PI, PD en PID regelingen in de praktijk gaat dan nog wel, maar zodra de tweede orde differentiaal vergelijkingen erbij komen, dan worden het gelijk heel andere bananen.

Voor mij ook al 2 banen geleden, gelukkig is de praktijk vaak eenvoudiger en zijn bepaalde principes redelijk eenvoudig voor te stellen zonder formules.

Ik vond het destijds bijzonder irritant dat wij van de elektrotechniek altijd opgaven kregen die mechanisch waren
Een venturi met een klepje erop dat omlaag werd gehouden door een veer. Bij de juiste veerspanning en luchtdruk ging ie dan heel mooi oscilleren (zie je bij grote diesels ook wel eens). Best piitig

On topic: als je het geheel als een regelaar ziet dan is de gewenste koers de wenswaarde, de roerstandgever de gemeten waarde en de koerscomputer met lineaire drive de eigenlijke regelaar die een combinatie kan zijn van P, I of D.

De gewenste koers is de wenswaarde, de werkelijke koers de gemeten waarde ,

Haha, dat soort voorbeelden heeft mij er juist doorheen gesleept Stuurautomaten waren toch ook vaak een dankbare case!?

Zoals jij voorstelt zie ik het ook (ongeveer). Ik stel me 4 regelkringen voor, waarbij de huidige generatie stuurcomputers nog uitgebreid kunnen zijn met voorspellende modellen (die ROT voorspellen op basis van pitch&roll input).

Van buiten (langzaam, optimaliserend) naar binnen (snel, stabiliserend):
1) XTE regeling; corrigeert voor stroming en drift. Deze kring bepaalt het setpoint voor HDG

2) HDG regeling; bepaalt het setpoint voor Rate-of-Change (ROT=0 als HDG=SP)

3) ROT regeling; bepaalt het setpoint voor Rudder (roerstand)

4) RUD regeling: bepaalt electrische output naar drive

Indien (4) ontbreekt uit een eventuele te grote of te kleine wijziging in de roerstand zich pas in (3) - dat maakt misschien duidelijker wat ik bedoel met "stabiliserend". Hoe eerder de input, hoe beter: sturen in een auto is een stuk eenvoudiger via de voorruit dan via de achteruitkijk spiegel. Je ziet de voorbanden al riching vangrail gaan vóórdat je auto die raakt

ilCigno schreef :
In eerste instantie, een toegezegde gift, daarna ben ik wat meer gaan lezen over deze roerstandgevers,en dat bracht mij weer bij andere zaken.
Wat ik uit het manual begreep:

"Een roerstandindicator kan worden aangesloten op de ACU om
roerhoekinformatie te geven aan het stuurautomaatsysteem.
Om optimale prestaties van de stuurautomaat mogelijk te
maken wordt ten zeerste geadviseerd gebruik te maken van
een roerstandindicator.
Een roerstandindicator converteert zijn bewegingsinformatie
in een roerhoek in +/- graden.
Bepaalde omgevingsomstandigheden, zoals dwarsstromen,
kunnen ertoe leiden dat het stuurautomaatsysteem hardnekkig
naar stuur- of bakboord blijft sturen, zelfs wanneer het roer is
gecentreerd. Wanneer een roerstandindicator is aangesloten op
uw stuurautomaatsysteem, kunt u een stuurautomaatbediening
gebruiken om een correctiehoek te specificeren in +/- graden
om te compenseren voor onnauwkeurige roerhoekinformatie die
wordt veroorzaakt door dergelijke omstandigheden.
Hoe nauwkeuriger de roerhoekinformatie is, hoe nauwkeuriger
het stuurautomaatsysteem een correcte koers kan aanhouden."

Ik denk dat het de moeite waard is om hier iets mee te doen..

Ja. Zie ook hier, onderste FAQ

Uiteraard klopt de info over regelkringen en uiteraard kan de automaat nóg beter werken met meer data input. Ik stel echter dat bij de EVO het in de meeste gevallen helemaal niet nodig is. Als je het leuk vindt om te bouwen moet je het vanzelfsprekend doen, maar dat is dan vanuit een andere motivatie. Ik vaar inmiddels best een tijdje rond met de EVO en heb de noodzaak nog niet kunnen ontdekken.

Wanneer het onderdeks installeren van een roerstandgever goedkoop en eenvoudig mogelijk is zou ik het ook doen, maar als dat complexe verbouwingen vraagt aan de hennegatskoker of gedoe bovendeks op de roerkoning met potmetertjes dan moet je je afvragen welk probleem je eigenlijk aan het oplossen bent.

Als je dan toch met regeltechniek loop te strooien, kijk dan eens bij een state space estimator. Bij ons werd dat gegeven onder systeem identificatie A en B (B voor pink inputs)
Mijn SPX wil inleren, om zo de boot te leren kennen en de maximale roeruitslagen te bepalen en zo te weten wat de P is van de boot.
Volgensmij houden ze het niet bij een simpel PID regelaartje. In de handleiding wordt er gesproken over een voortdurend aanpassen van het regel mechanisme

Ja, er zal ongetwijfelt een vorm van modelgebaseerde regeltechniek gebruikt worden. Een aantal modelparameters zullen online geschat moeten worden omdat elke boot (en de omstandigheden) anders is/zullen varieren. Hoe precies? Fabrikanten laten daar niets over los helaas. Wel vind je op het web wat community projecten waar een en ander geprobeerd wordt, best interessant...

Zeilzin schreef : Beste Evert, graag meer informatie, de theoretische benadering heeft mij overtuigd, echter de praktische invulling ontbreekt, graag veel foto's en duidelijke beschrijving, scheelt mij weer het wiel uitvinden.

Ad

Vanmiddag is een prima fotoweertje, dus ze komen eraan ....

Thomss schreef :
Heeft de hennegatskoker wel een constructieve functie eigenlijk? Worden de krachten op de roerkoning niet louter door het onderste en bovenste lager overgebracht naar de boot?

Mijn boot hééft niet eens een hennegatskoker, slechts een 10 cm stompje op de romp om het lager en gaiter vast te houden.

Als je de drive vlak onder het bovenste lager laat aangrijpen dan zou je er best mee weg kunnen komen zonder een extra lager lijkt mij. Bij alléén een roerstandindicator lijkt me dat sowiezo geen issue. Stukje uit hennegatskoker weg slijpen (RVS of polyester bij jou?), spibaan, centerpuntjes of plat vlak slijpen op roerkoning en over een afdichting nadenken. Lijkt me wel een spannende klus (je zaag in zoiets zetten) maar technisch niet heel lastig). Wel handig als je er goed bij kunt komen natuurlijk

Onderdeks bevalt mij heel erg goed. Via één druk op een toets op de plotter neemt ie het roer over; ideaal om solo een voorzeil te wisselen, reven etc. Die "functie" gebruik ik net zo vaak als het ding hele tochten laten sturen... Geen gesleep met losse drives die binnen liggen als je ze nodig hebt, connectoren en andere dingen die in weer en wind zitten.

Nachtvlinder schreef :
Daarvoor heb je niet echt een roerstandmelder nodig.
Als je de automaat op standby zet blijft het roer normaliter gewoon staan in de laatst aangestuurde positie.
Je kunt wel mooi het roer bijv. precies op nul zetten omdat je immers de roerstand ziet maar dat zie je immers ook aan de helmstok zelf.
Ad

Ik bedoel dat heel eenvoudig is een onderdekse autopilot te aktiveren: net zo makkelijk als de cruisecontrol in de auto.
Roerstandindicator heeft daar geen invloed op natuurlijk.

Hier de fotos van de roerstandgever. Het bestaat uit twee stukjes rvs buis [dia 38mm] met daartussen een ring gelast. In de ring zit het gat voor de potmeter. De bovenste deel met de potmeter wordt afgedicht met een dop waarin een PG7 wartel zit. Aan de onderzijde bevindt zich de as van de potmeter , waarop M4 schroefdraad is getapt. Hierop is een rubber dempertje met een Lego asje bevestigd. In de kunststof bus zit een busje ook van Lego geperst. In de onderste groef zit een o-ring als afdichting. De bovenste groef is het restant van eerdere testfases.

laat maar weten als er iets nog niet duidelijk is..

groet, Evert

Mooi gemaakt, Evert. Is het ook goed spelingsvrij te krijgen?

Eerst was het lastig de boel spelingvrij te krijgen. De Lego onderdelen waren de oplossing. Op Marktplaats zijn verkopers die Lego per onderdeeltje verkopen

Mooi klein en compact,
Alleen, een potmeter heeft 3 aansluitingen, waar haal je dan de 4e aansluiting vandaan.(RM)

De 4e draad (grijs) is de afscherming van de kabel.

@ nachtvlinder. "Virtual rudder feedback"

Interessant. Ik heb een Simrad TP32 , en ben er steeds van uitgegaan dat de uitgestuurde lengte van de stang intern wordt gemeten en dat daarmee de uitgestuurde stanglengte wordt teruggekoppeld. Via de afstand tussen pin op de helmstok en roerkoning ontstaat dan de roerhoek. De "gain" , (roerhoekcorrectie gedeeld door koersfout) wordt mede hierdoor bepaald en natuurlijk door de instelling ervan op het apparaat.
Uit beschrijvingen begrijp ik dat het apparaat P karakteristiek heeft voor de optredende koersfouten en een kleine I actie om de constante koersfout te elimineren. Een "dode band" wordt toegepast om kleine heen en weer gaande bewegingen te voorkomen en stroom te sparen. De koers wordt hierdoor minder nauwkeurig. De "dode band" past zich vanzelf aan. Bij veel heen en weer sturen, wordt de dode band groter, waardoor het systeem tot rust komt. Bij weinig bewegingen wordt de dode band weer kleiner en komen er weer meer stuurbewegingen, enz. enz. Niet echt intelligent, maar met alleen een kompassignaal kun je ook niet veel meer.
Ik zal eens wat droge tests uitvoeren om het gedrag en de feedback (virtual of direct) precies te meten.
Ik gebruik de TP32 eigenlijk alleen voor de vaart op de motor en dat gaat goed. Zeilend gebruik ik meestal de windvaanstuurinrichting.

Jan

@Zeilzin: mooi uitgedacht stuk werk en sterk in eenvoud!

@Go west: geen idee of deze helmstokautomaat een fysieke, virtuele of geen positiefeedback gebruikt. De handleiding zegt er niets over (hoeft wellicht ook niet indien het netjes geïntegreerd is). Je zou het op het droge kunnen proberen in de auto-stand: automaat een stuk draaien en kijken of de stang netjes stopt vóór ie tegen z'n eindstop wordt aangedrukt (motor loopt dan vast en opgenomen stroom loopt op) of dat ie net daarvóór stopt. Beide gevallen zal uiteindelijk een off-course alarm moeten geven.

[Off-topic]
Die dead-band compensatie hadden/(hebben?) de RM helmstokautomaten ook. RM noemde/(noemt?) dat "seastate compensation". Is de eenvoudigste manier om het electrisch verbruik terug te dringen.

Qua PI-algoritme: grappig is dat de I-aktie (uitsturing loopt op proportioneel aan geïntegreerde koersfout) niet eens stikt noodzakelijk is! Het te regelen systeem (de boot) is namelijk ook al een integrator. Bij elke roeruitstlag ongelijk 0 zal de boot namelijk blijven draaien. Toevoegen van wat extra I-aktie via de regelaar maakt de responsie wel een stuk sneller in de praktijk. Met méér P-aktie alleen houdt dat een keer op: indien je een integrerend systeem (boot of een vloeistofniveau in een vat) louter met P-aktie wilt regelen wordt het geregelde systeem (boot/vat INCL regelaar) instabiel bij een te hoge P-aktie.
Anyway leuke theorie waarbij het misschien wel goed is dat de fabrikanten ons hier niet direct aan bloot stellen. Toch lijkt het me wel eens interessant om (in een soort factory-mode) direct bij deze parameters te kunnen komen. Het zou vrij eenvoudig moeten zijn om een dynamisch model van je boot te identificeren (het belangrijkste model is van RUD naar ROT) en met de "klassieke" tuning vuistregels eens te kijken wat dat oplevert...
[/Off-topic]

Go west schreef :
De Simrad helmstokautomaten meten wel degelijk hoever de stang is uitgedraaid , althans, ze meten het aantal omwentelingen van de aandrijving dmv magneetjes en hall sensoren.Zie plaatje beneden.
Meer kun je er over vinden ik deze service manual (is wel van de vorige types maar die sensoren zijn voor zover ik weet hetzelfde).docs.google.com/file/d/0B0vn-l...VWk3bVB4RGN5TFE/edit
In deze topics staat er ook vanalles over:
www.zeilersforum.nl/index.php/...-simrad-tp-20#304416
en:
www.zeilersforum.nl/index.php/...p32-autopilot#515850

Overigens zit het alleen bij de Simrads zo , bij de Autohelms/raymarine helmstokautomaten hebben ze dat volgens mij niet.
Ad

Wat goed die service manuals!


Geen absolute positie feedback dus maar een indicatie of de motor draait of niet.

Waaruit leidt je eigenlijk af dat niet het aantal omwentelingen wordt getest maar alleen draaien of niet draaien?Niet dat het mij wat uitmaakt maar interessant vind ik het wel
Dat laatste belet inderdaad wel dat de zaak kapot draait aan het eind van de slag.Ik heb vroeger ook een Autohelm ( = nu Raymarine) gehad en die draaide gewoon door en slipte over de tandriem aandrijving met een schrikbarend gekraak.

Overigens kun je als je interesse in die stuurautomaten hebt hier ook de service manual voor de Rayamrine stuurautomaten vinden: www.olajedatos.com/documentos/...service%20manual.pdf
Die van de Simrads kwam trouwens hier vandaan: www.bluemoment.com/manuals/01%20TP10-20.pdf
Staat wel meer interessants op die website: www.bluemoment.com/downloads.html
Ad