Själv balansera upp och ned pendel (7 / 9 steg)
Steg 7: En anteckning på Savitsky Golay filtret
Många Segway projekt verkar använda vad som kallas ett Savitsky Golay filter försöka jämna ut Gyro avläsningar och ta bort felaktiga avläsningar. Detta särskilda filter är vad som kallas ett finite-impuls filter (FIR) och dess fasförskjutning är tyvärr inte så bra. Eventuella negativa fasförskjutning har en destabiliserande effekt på en kontrollerar kretsar. så när du gör vanliga filtrering av säga musik eller tal, fas kanske är inte lika viktigt, men när du arbetar inuti en kontroll-loop måste du vara försiktig och inte vara slösaktig på fas-lag. Samtidigt som jag håller med om att vi behöver ett filter, håller jag inte att filtret är lämplig. Jag försökte det och det orsakade mindre stabilitet än utan den. Du kan handla detta genom att gå till en ännu lägre bandbredd antar jag, men jag bestämde mig för att bara använda en enkel lågpassfilter istället. (1/(1+sTau) om du förstår sådana saker. Kontrollera att cut-off var tillräckligt långt bort (14Hz) från unity-gain crossover frekvensen av slingan (som jag tar till vara runt 1 Hz). En regel som ofta används i reglerteknik är att prov minst 10 gånger högre än den högsta frekvensen av intresse. Vanliga Nyquist samplingsfrekvens i signalbehandling anses vara endast två gånger så hög men kontrollen måste vara mycket högre eftersom digital kontroll har en inneboende one-step tidsfördröjning från ingång till utgång på datorn! Varje försening av en kontrollera kretsar orsakar negativa pågående fas som i sin tur destabiliserar slingan. Savitsky Golay filter frekvens och fas svar (översta graf) var ritade på MATLAB och även om det har en trevlig storlek svar det är fas blir hårt negativ med en brant sluttning. Däremot har den enkelt första ordningens filter jag använder (botten graf) en mindre fasförskjutning endast vid låga frekvenser. Huvudsyftet med min filter är att dämpa strukturella resonanser vid högre frekvenser. Utan att det skakar hela mekanismen! Ett annat problem med vissa FIR-filter är att de ofta kan vara icke-minst fas - och här är just detta. Det betyder att det ger mycket större fasförskjutning än en motsvarande filter som är minsta fas.