¿Qué es una desviación mínima del ángulo de paso para las superficies de control de vuelo?

Si las superficies de control de vuelo (alerones, elevadores, timón) están controladas digitalmente por servomotores, sin tener en cuenta la forma en que se genera la entrada a los servomotores (manualmente o con piloto automático), ¿cuál es la desviación mínima sugerida de un solo paso de la superficie de control? ser de valor práctico para un gran UAV o avión pilotado?

Por "práctico" no me refiero a un ángulo ridículamente pequeño que ralentiza el servo con muchos pasos innecesarios, pero lo suficientemente sensible como para permitir una desviación prácticamente útil o garantizar la precisión de una entrada pequeña.

Si el paso mínimo de desviación no es el mismo entre ellos, sugiera su respuesta para cada control. Por favor, dé la respuesta en grados dentro de un círculo de 360.

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Sugeriría encontrar el ángulo de desviación de la superficie de control (como +/- 15 grados) y hacer que el rango del servo coincida. Entonces, si el servo puede moverse +/- 42.5 grados desde el centro, por ejemplo (más que eso y tiene que preocuparse por el movimiento inverso con una bocina de control simple), entonces haga que se mueva lo más suave posible en ese rango para hacer que la superficie de control se sienta lo más analógico posible para el avión pilotado al menos. Cuando vuelo, no quiero ningún paso notable en mi movimiento de control, quiero que el alerón y el estabilizador sigan la acción de mi mano lo más suavemente posible, y el timón.
@CrossRoads, de hecho, ese es uno de los resultados que quiero lograr: ajustes de control suaves, también controles eficientes y rápidos en términos de electrónica y programación. Todavía espero que alguien tenga datos de la experiencia de la desviación de ángulo más pequeña, eso hace que el desarrollo sea mucho más fácil.
servo no tiene pasos, paso a paso tiene
una forma de implementar un buen servo de precisión es hacerlo y controlarlo como un motor paso a paso. Stepper es uno de los tipos utilizados para una implementación de servo.
Casi todas las aeronaves más grandes tienen servos/actuadores que no tienen escalones en ningún sentido práctico, incluso si tienen una interfaz de control digital. (Eso sin mencionar las aeronaves con control reversible, donde el piloto mueve las superficies de control con fuerza muscular; cuando tienen servos de piloto automático, los servos generalmente se controlan por torque en lugar de posición). Sin embargo, si construye un avión con servos paso a paso estilo RC, su pregunta es muy válida y merece una investigación especial; Simplemente no estoy al tanto de ninguno. En cualquier caso, dependerá significativamente de la dinámica natural de la aeronave.

Respuestas (2)

Hay varios fenómenos que pueden afectar la resolución solicitada. El más fácil es el caso estático (caso constante) y el caso dinámico que requiere varios análisis más.

Estáticamente, la resolución de cualquier superficie determinará los momentos que esa superficie en particular puede generar. Considere el elevador, la resolución determinará qué aoa y qué velocidades podrá volar la aeronave (con un peso dado y una configuración de empuje dada).

Dinámicamente, la estabilidad del avión derivará en la resolución requerida. Considere el ascensor y suponga que su resolución es de 1 grado. Las entradas generarán modos de período corto y período largo (phugoid) simultáneamente y su controlador se convertirá en un controlador bang-bang, porque solo puede ordenar incrementos (decrementos) de 1.

Espero que estos den algunas pistas para entender la física. Para más detalles, la teoría de control será útil.

gracias, cubrió bien las relaciones entre la resolución de los controles, el área de superficie, la velocidad y la estabilidad. Pero, ¿puede dar un ejemplo simple aplicado de la resolución mínima, por ejemplo, tome un planeador compuesto con una alta relación l / d: cuál sería una buena resolución práctica de deflexión de la superficie de control de alerones, elevador? ¿Algún número conocido de la experiencia práctica? ¿O algún ejemplo de otro avión de 3 ejes con una buena relación L/D (no un jet supersónico)?
Simplemente verificaría algunos servos rotativos que se usan con aeronaves, por ejemplo, parte de sistemas de piloto automático o UAV. Algunos de ellos tienen rangos de 0,1 a 0,25 grados. Sin embargo, la resolución de la superficie activada depende del mecanismo de engranajes, como era de esperar.

La respuesta correcta depende de la velocidad del vuelo. Si su UAV solo vuela a una velocidad: tome los máximos de deflexión y esparza sus pasos a lo largo de ese rango, tal como lo sugirió CrossRoads. Si descubre durante la prueba de vuelo que parte del rango de deflexión nunca se usa, puede considerar reducir ese rango para obtener una resolución más fina en el rango restante.

Sin embargo, si la nave cubre una amplia gama de velocidades, asegúrese de tener una resolución más fina hacia el centro de la gama. Para ángulos de deflexión grandes, no importa qué tan cerca estén los dos pasos: los necesitará solo a baja velocidad y mientras dure la condición que desea terminar. A alta velocidad, la efectividad del control es mucho mayor e incluso pequeñas variaciones en el ángulo de deflexión darán como resultado desviaciones de trayectoria de vuelo desproporcionadamente grandes. Esos son inevitables en una superficie de control escalonada, pero deben mantenerse tan bajos como sea práctico.

Para tener una reacción de control razonable, los detalles dependen de su servo y de la aeronave, por lo que no puedo dar un número concreto. Pero asegúrese de que puede reaccionar lo suficientemente rápido para amortiguar todos los modos propios.

Gracias, todo esto cubre gran parte de la teoría de las especificaciones de vuelo. Bien por todos los que buscan este tema aquí. Personalmente, estoy familiarizado con ellos; todavía espero obtener un ejemplo práctico específico. Preferiblemente para un planeador moderno (por ejemplo, un planeador de competencia de clase estándar) o cualquier ejemplo particular que conozca, comparta: deflexión máxima y ángulos de paso mínimos implementados para diferentes etapas de vuelo (si es posible, incluya enlaces a las especificaciones habituales del conocido aeronave). ¿Puede haber alguien aquí entre los diseñadores y constructores reales que conoce los números reales para un diseño en particular?
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