Generelle Stabilitätsfrage zu etwas größeren Gimbals

Hallo Allerseits,

ich baue mir seit einiger zeit einen Hexa mit 3-Achs-Gimbal für eine NEX5 auf.
Also Gimbal habe ich einen "preiswerten" ASP von RCTimer .

Funktioniert so weit recht brauchbar, einige Wobbler müssen noch raus, aber ok.
Allerdings habe ich unschöne Vibrationen sobald ich Fahrt aufnehme - um z.B. ein Auto mit 30-50 km/h zu folgen.
Ich benutze den Alexmos 32biter mit 2. ICU.
Mann hört es im Video schön, sobald der Fahrtwind greift, ist von einem ruhigen Bild nichts mehr übrig.

Meine Frage. Ist das konstruktionsbedingt bei dieser Art von Gimbal so?
Kommen die doppelseitig gelagerten Gimbals (wie z.B. von rOsewhite) besser mit schneller Fahrt klar?
Ich betreibe den Alexmos an 6S. Koptergewicht ist ca. 4000g (690mm Ausleger)

Bevor ich weiter Investiere würde ich gerne wissen -worin investieren- und wie Ihr das seht.

Bei Bedarf stelle ich auch gerne einen kurzen Videoausschnitt bereit - aber evt. wisst Ihr ja auch so was

Viele Grüße - Andrej!

Grundsätzlich ist bei einem BL-Gimbal maximale Steifheit wünschenswert, denn je steifer der Gimbal, desto höher kannst Du die PIDs drehen. Hast Du Schwächen in der Konstruktion, führt dies zu schnell zu Rückkopplungen (der Gimbal schwingt sich auf). Du musst bedenken, dass die IMU jede noch so geringe Verwindung des Gimbals registriert, was die Steuerung ausgleichen will, aber nicht kann.

Na dann fange ich auch mit "grundsätzlich" an ...

Grundsätzlich wenn was im Schwebeflug funktioniert, und im schnellen Vorwärtsflug nicht mehr (30-50km/h ist für einen Kopter mit Cam schon schnell), dann ist etwas anders. Was ist im schnellen Vorwärtsflug anders?
- die Drehzahl der Motoren
- die Neigung des Copters
- aerodynamische Lasten am Gimbal (durch den Vorwärtsflug)
... (das fällt mir gerade so ein)

Das ASP ist meiner Berurteilung nach schon sehr fest, hat (leider) sehr massive Teile aus Aluminium, bis auf Lagerspiel in den Motoren ist da nicht viel Verwindung, ABER die Dämpfer sind sehr weich, und die Aufhängung (mit den 30mm (Plastik-)Abstandhaltern) ebenfalls. Dreht man jetzt die PIDs hoch, dann beginnt das ganze zu schwingen (je schwerer die Kamera, desto mehr), die Kamera verursacht mit Ihrer Massenträgheit, dass die Gimbalmotoren nicht nur versuchen die Kamera zu bewegen, sondern eben auch den Kopter, oder die Aufhängung bis zum Kopter. Hier hilft es z.B. Alu Abstandhalter zu verwenden, ev auch 5mm kürzer. Bei den Dämpfern würde ich auf jeder Seite noch einen Ohropax zwischen die drei Dämpfer stellen. Dann passt es schon ganz gut.

Wenn es Vibrationen sind, dann hilft nur die Propeller/Glocken besser zu wuchten, und das Gimbal irgendwie sonst noch besser zu entkoppeln, hier hilft nur probieren. Vor allem hilft aber das Gimbal so gut wie möglich zu balancieren. Eine Vibration ist eine Bewegung mit sehr kleiner Auslenkung. Wenn das nur zu einer Verschiebung der Kamera führt ist alles ok, ist das Gimbal aber schlecht balanciert führt es zu einer Verdrehung der Kamera was eben dramatischer zu sehen ist. Deswegen und auch wegen des geneigten Copters im Vorwärtsflug unbedingt auch die Yaw -achse balancieren.

Wenn der Fahrtwind zu Problemen führt (was ich nicht glaube), dann muss man darüber nachdenken wie man das Gimbal einstellen kann um aerodynamische Lasten besser zu verteilen.

lg Ferdl

Hallo Ferdl, Hallo Tilmann,

vielen Dank euch Beiden! Habe ähnliche Probleme und bin so langsam am Verzweifeln - Filmaufnahmen mit der NEX - Ich wollte es schon ad acta legen! Heute wieder an den PIDs rumgeschraubt, Probe geflogen, geschraubt, .....
Durch Eure Ausführungen Hab ich wieder etwas Mut gefasst, das doch noch mal an zu gehen. Zum Oropax: Du meinst aber nicht die Wachs Dinger, eher die Schaumstoff Teile, oder? Wisst Ihr zufällig ein gutes Tutorial/Video zum PID Tuning (AlexMos)?

Beste Grüße
Rainer

Danke auch erst mal für die Rückmeldung.

Mittlerweile bin ich auch auf die Idee mit der Aufhängung gekommen. Ich verwende, wie Ferdl es schreibt, auch Alphageel zwischen den Aufhängungen. Habe auch noch zusätzlich mit Kabelbindern das ganze gestrafft. Im Schwebeflug und bei langsamer Fahrt ist das in Ordnung. Vorgestern auf einem Flugfeld war es stellenweise Böig, hat man sofort auf der Aufnahme gesehen - Ruckler. Wenn man das nur im "Trockenen" irgendwie testen könnte - aber beim Einstellen im Keller sieht immer alles gut aus.

Übrigens die YAW-Achse habe ich perfekt ausbalanciert. Ich kann den Kopter von Hand um 90 Grad drehen und die Kamera bleibt da wo sie ist (Stromlos)

Wo ich nicht ganz durchblicke sind die Boardeinstellungen. Es wird immer geschrieben das z.B. die Power der Motoren so niedrig wie es geht gehalten sein soll. Wieso? Ist mehr Power nicht besser für höhere Haltekraft? Außerdem haben die Motoren 24 Pole, aber nur wenn ich 14 einstelle funktioniert das vernünftig. (Pitch+Roll) - merkwürdig.
Die Power steht im Moment bei mir bei 110 .



Soweit erst mal ......
Ciao - Andrej

In der Hand testen kannst Du meiner Erfahrung nach fast vergessen. Die Störmuster, die beim Fliegen, insbesondere bei Wind auftreten, sind gänzlich anders, als die Bewegungsmuster, die Du mit der Hand ausführen würdest. Die stark dämpfend wirkende Eigenschaft Deiner Hand kannst Du z.B. gar nicht abschalten.

Nun das muss ich mal einen Windkanal für Kopter erfinden

Hallo Leute

Ich habe auch Die ASP 3 Achs gimbal mit den selben Problemen.
Hier mal nen Video dazu...

[video=youtube;sK5k7uDsBls]https://www.youtube.com/watch?v=sK5k7uDsBls[/video]

Spiele auch gerade mit einem relativ schweren Gimbal 1,4kg mit Kamera und habe Probleme mit Schwingungen und Wind. Heute wird hoffentlich mein neues Dämpfungselement oberhalb der Yaw-Achse fertig.

Hier mal ein altes Video:
[video=youtube_share;k5ftQiPAYV8]http://youtu.be/k5ftQiPAYV8[/video]

Wenn die jetzigen Vibrationsdämpfer ihre Eigenfrequenz genau in dem schädlichen Bereich haben, der im Vibrationsspektrum (hauptsächlich durch Motoren und Propeller verursacht) des Copters liegt, dann kann es zu Resonanzen kommen, die eine Amplitudenverstärkung mit einem Faktor 5 oder sogar höher haben. Das Bild ist nicht mehr stabil.
Die Eigenfrequenz lässt sich durch steifere Dämpferelemente (proportinal zu sqrt[Steifigkeit]) oder eine höhere Gimbal-Masse (proportional zu 1/sqrt[m]) zu anderen Frequenzen - besser geringeren (!) Bereichen - verschieben. Im Normalfall lassen sich so Vibrationen ab f=f_n*sqrt(2) (als Faustregel) recht gut dämpfen.
Ausserdem muss die zu dämpfende Masse (=Gimbal) so aufgehängt werden, dass jedes Dämpferelement die gleiche Masse trägt. Idealerweise auch noch so, dass der Schwerpunkt der Masse in einer Ebene mit den Dämpferelementen ist, sonst holt man sich schnell rotoatorische Schwingungen ins System und es können zusätzliche Koppeleffekte auftreten.

Soo habe heute mal meine neue cam getestet und die filmt FULL HD mit 50P und siehe da das Rolling shutter wird weniger ABER das gimbal zittert immer noch ein wenig und bei leichter fahrt 30 km/h fängt es an zu wobeln.