Autopilota in retromarcia.

[Pietrasappa]

Ho preferito avviare una nuova discussione sull'argomento, in seguito ad un post sull'ormeggio di poppa con ancora propria e da soli a bordo senza telecomando sul salpa.
Ieri ho testato il mio a/p (st6000+).
Stavo in acque calme, senza disturbi di corrente, onda o vento.
Dato un po' d'abbrivio, barca dritta e stabilizzata in direzione, ho inserito l'a/p.
Si è subito innescata una lenta virata con un rateo di circa 1°/sec.
Dopo venti secondi ( e venti gradi persi) il sistema è andato in tilt e lo strumento ha sganciato segnalando l'allarme.
Non ho mai fatto prima questa prova in volo... (difficile, vero?), ma ero fiducioso che in acqua avrebbe mantenuto una direzione una volta ben stabilizzata, dato che la flux-valve non è influenzata dal verso...
Forse anche i vostri sganciano in retro?

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[AndreaB72]

Direi che c'era da aspettarselo. Dubito che il software preveda di andare a marcia indietro.

Il software reagisce a cambiamenti di rotta impartendo comandi e verificandone l'effetto. Quando l'azione correttive e il suo effetto diventano consistentemente non compatibili, il software può a) continuare a far danni (dando sempre più timone a dritta e ottenendo di andare a sinistra) b) andare in crash c) gestire l'eccezione disinserendosi.

[danielef]

Se nell'autopilota imposti la rotta che deve tenere la prua, andando all'indietro diventa automaticamente una rotta di equilibrio instabile. L'autopilota non interviene se la barca rimane esattamente su quella rotta ma appena un qualsiasi disturbo interviene tenderà, probabilmente, a mettersi con una rotta ruotata di 180^.
Dipende molto da come è fatto l'autopilota e in questo tentativo potrebbe, appunto, dare segnali di errore e impallarsi. Se sei curioso potresti provare fin dall'inizio a impostare come rotta da tenere quella che vedi guardando verso poppa o, più semplicemente quella che vedi verso prua più 180; normalmente (a marcia avanti) questo, a sua volta, è uno stato di equilibrio instabile ma se la barca va in retromarcia in teoria diventa un punto di equilibrio stabile e potrebbe far funzionare correttamente l'autopilota - a meno che non ci siano dei controlli che lo mandano in errore.

Daniele

[IanSolo]

Semplicemente l'autopilota, progettato per correggere la rotta andando in avanti, dara' barra in senso contrario al necessario andando indietro peggiorando la situazione, superato un certo limite di errore si disinserira'.

[danielef]

(13-06-2019 14:25)IanSolo Ha scritto:  Semplicemente l'autopilota, progettato per correggere la rotta andando in avanti, dara' barra in senso contrario al necessario andando indietro peggiorando la situazione, superato un certo limite di errore si disinserira'.

Questo è vero si e no!
L'autopilota è progettato per tenere la rotta impostata per andare avanti e, appunto, andando avanti ma sarebbe in principio adatto a tenere la rotta in maniera corretta anche andando indietro, purché gli venga impostata la rotta per andare indietro - non quella per andare avanti!

Questo considerando banalmente solo il segno della retroazione dell'intero servosistema; poi ci possono essere altri problemi del tipo che l'azione idrodinamica del timone indietro è molto diversa che in avanti, errori di software, overflow, etc.

Daniele

[giulianotofani]

Oddio mi fate impazzire... Armatevi di carta e penna e simulatela posizione del timone quando andate avanti o quando andate indietro, per correggere una stessa rotazione, per esempio oraria. Sono esattamente opposte !

[IanSolo]

Esatto, consideriamo il caso che la pala del timone sia montata come in una deriva tutta da un lato del suo perno e la barra di comando dall'altro, operando all'indietro (sia pure con la rotta impostata per quella direzione) la correzione sara' applicata sulla barra come se questa fosse dal lato verso cui ci si muove ma non e' cosi': la barra e' dall'altro lato e l'azione del timone sara' rovescia rispetto a quella richiesta. In pratica se andando avanti ho la barca orientata a destra devo correggere a sinistra e daro' barra a destra e questo va' bene, se andando indietro ho la barca orientata a destra devo correggere a sinistra ma il pilota effettuera' la stessa correzione sulla barra portandola a destra (non sa' che il timone all'indietro agisce al contrario) e peggiorera' la situazione. Questo perche' il pilota opera le correzioni per orientamento bussola e non per rotta seguita.

[rob]

Per farlo funzionare in retro bisogna invertire i poli del pilota, a me sarebbe servito ma non ho osato inserire in permanente un deviatore/invertitore di poli; con un pilotino a pistone a occhio dovrebbe bastare metterlo dall'altro lato (?)

[giulianotofani]

Povero timone tutta banda in retromarcia...

[danielef]

(13-06-2019 16:26)rob Ha scritto:  Per farlo funzionare in retro bisogna invertire i poli del pilota, a me sarebbe servito ma non ho osato inserire in permanente un deviatore/invertitore di poli; con un pilotino a pistone a occhio dovrebbe bastare metterlo dall'altro lato (?)

Allora... visto che sono il solo a difendere questa posizione, viene qualche dubbio anche a me ma cerco di spiegare.

Supponiamo di accendere l'autopilota settato su una certa rotta e mettere la retromarcia. Certamente succedono un po' di casini che è inutile approfondire ma mi aspetto che verosimilmente la barca dopo un po' troverà un assetto più o meno stabile su una certa rotta probabilmente diversa da quella impostata sull'autopilota. Chiariamo subito, questo non è vero per qualsiasi sistema a retroazione perché, in generale, è possibile che la retroazione porti un sistema ad "esplodere" cioè che non trovi mai uno stato stabile e si allontani sempre di più dalla condizione iniziale.
Qui però ci troviamo in un sistema particolare il cui stato è ciclico e che quindi non permette un andamento esplosivo, al massimo di rotazione o oscillazione all'infinito. Però sappiamo anche che la risposta dell'autopilota ha segno diverso in due semicerchi definiti dalla rotta impostata (non è la dizione precisa ma si capisce) e quindi non può neppure dare luogo ad una rotazione infinita. Poiché nel ruotare ci sono due punti dove la risposta cambia segno è probabile che uno sia un punto di equilibrio instabile, l'altro di equilibrio stabile. Non ho voglia di pensarci di più ma probabilmente si può dimostrare che non possono essere entrambi di equilibrio instabile e che quindi possano dar luogo ad una oscillazione infinita.

Fine della spiegazione. Diciamo che è quel verosimilmente che continua a lasciarmi qualche dubbio ma... pazienza!

Daniele

[rob]

Ciao daniele,
dal pdv teorico non so, solo pensarci mi fa girar la testa (per esempio quando il cartografico mi mostra facendo rotta sud, per sapere come manovrare il pilota devo guardarlo a testa all'ingiu ), in pratica una volta ho provato -avevo chiesto su ybw e mi avevano detto dei fili rosso e nero- in effetti funziona, ho provato pero' solo a fare del quasi surplace, volevo solo poter tenere la barca poppa al vento davanti al porto il tempo di mettere parabordi cime e compagnia. La barca stava in rotta marcia indietro lenta, ma in situazione tendenzialmente stabile, non ho provato a fare manovre +10/-10 ne' niente, puo' darsi che con variazioni di rotta accidentali piu' grandi reagisca malamente, non so.
Alla fine troppo casino per poca roba, blocco il timone e basta, correggo a mano se c'e' da correggere.

ciao r

[giulianotofani]

Il pilota reagisce alla rotazione della barca... pere poi riportala su una cera rotta . All'indietro si comporta a rovescio di come tu vorresti. Armatevi di carta e matita e fate un disegnino .. tanto facile...

[danielef]

(14-06-2019 10:55)rob Ha scritto:  Ciao daniele,
dal pdv teorico non so, solo pensarci mi fa girar la testa (per esempio quando il cartografico mi mostra facendo rotta sud, per sapere come manovrare il pilota devo guardarlo a testa all'ingiu ), in pratica una volta ho provato -avevo chiesto su ybw e mi avevano detto dei fili rosso e nero- in effetti funziona, ho provato pero' solo a fare del quasi surplace, volevo solo poter tenere la barca poppa al vento davanti al porto il tempo di mettere parabordi cime e compagnia. La barca stava in rotta marcia indietro lenta, ma in situazione tendenzialmente stabile, non ho provato a fare manovre +10/-10 ne' niente, puo' darsi che con variazioni di rotta accidentali piu' grandi reagisca malamente, non so.
Alla fine troppo casino per poca roba, blocco il timone e basta, correggo a mano se c'e' da correggere.

ciao r

Ciao Rob,
invertire la polarità del motore certamente funziona e ti permette di utilizzare l'autopilota quasi normalmente.

Comunque mi è venuto un dubbio. Tutto il mio discorso si basa sul funzionamento dei vecchi autopiloti analogici dove la correzione viene prodotta semplicemente in base ad un circuito che calcola la differenza algebrica (con segno) tra la rotta impostata e l'orientamento della bussola.
Questo da luogo ai due citati semicerchi con correzione di segno opposto ed ai due punti di cambio-segno.
Nei piloti moderni digitali il principio di base è certamente molto simile ma non è detto che ci siano più due settori adiacenti che coprano l'intero cerchio. Potrebbe esserci un settore "vuoto" verso l'indietro dove l'autopilota va in errore e che impedirebbe la presenza del secondo punto di equilibrio.

Daniele

[danielef]

(14-06-2019 11:04)giulianotofani Ha scritto:  Il pilota reagisce alla rotazione della barca... pere poi riportala su una cera rotta . All'indietro si comporta a rovescio di come tu vorresti. Armatevi di carta e matita e fate un disegnino .. tanto facile...

In parte hai ragione perché in un precedente post avevo scritto come impostare la rotta all'indietro ed avevo chiaramente sbagliato. Negli interventi successivi ho evitato di riproporre l'errore perché altrimenti dovrei darti ragione. Io penso solo che esista una rotta sulla quale si può "ingannare" l'autopilota a funzionare correttamente all'indietro, il tutto purché questo non sia troppo furbo.

Daniele

[giulianotofani]

(14-06-2019 11:55)danielef Ha scritto:  In parte hai ragione perché in un precedente post avevo scritto come impostare la rotta all'indietro ed avevo chiaramente sbagliato. Negli interventi successivi ho evitato di riproporre l'errore perché altrimenti dovrei darti ragione. Io penso solo che esista una rotta sulla quale si può "ingannare" l'autopilota a funzionare correttamente all'indietro, il tutto purché questo non sia troppo furbo.

Daniele

Sì certo. Dentro gli autopiloti c'è un omino piccolino chevstacli e sposta il timone. Magari se ci parli funziona

[marcofailla]

ora non so se avete mai provato a dare timone in retromarcia con un timone a barra
una volta mi è scappata di mano la barra, avrebbe falciato qualsiasi tibia ci fosse stata a tiro
voglio dire, la retromarcia col pilota, software o non software, non credo sia un buon esercizio per il braccio motore, per l'agghiaccio e i suoi fine corsa

[ghibli4]

Uhm....secondo me con timone a barra basta dire all'autopilota che è montato a Destra anzichè a sinistra, o viceversa.

[scornaj]

+1
Ma che perversione e'?perche devi andare in retro con il pilota?

[IanSolo]

(14-06-2019 11:20)danielef Ha scritto:  ..Tutto il mio discorso si basa sul funzionamento dei vecchi autopiloti analogici dove la correzione viene prodotta semplicemente in base ad un circuito che calcola la differenza algebrica (con segno) tra la rotta impostata e l'orientamento della bussola..
Nei piloti moderni digitali il principio di base è certamente molto simile..

I moderni autopiloti hanno un comportamento molto simile al comportamento del timoniere umano ovvero pur tenendo conto di una rotta da seguire (spesso fornita da un sistema di navigazione basato su posizionamento satellitare=GPS) regolano il timone in base all'orientamento della prua fornito dalla bussola (elettronica nel loro caso, tipicamente "fluxgate" per gli autopiloti per il diporto) quindi in pratica nulla e' cambiato per il problema di cui si sta' discutendo rispetto ai vecchi autopiloti, il problema che usandoli all'indietro non possano mantenere il controllo quindi rimane (salvo invertire i comandi all'attuatore). I moderni autopiloti hanno "solo" (e non e' poco) capacita' di apprendere il comportamento da mantenere a fronte del moto ondoso, la capacita' di calcolare una correzione alla prora da tenere per rientrare in traccia quando sia stata impostata una rotta da parte di un cartografico (funzione che non uso perche' a vela si fanno bordi e non e' il caso che il pilota corregga a modo suo la rotta che mi serve per stare al vento), la possibilita' di navigare mantenendo costante l'angolo al vento (funzione che uso e che esisteva anche nei vecchi ma non cosi' perfezionata), ecc.

[ZK]

mi sono allenato una vita da solo andando in retro con su lo spi e il timone sul vento. si va parecchio a spasso per il mare ma per allenarsi in quei giorni che aria non c'e' funziona... se poi avete un timoniere... funziona pure meglio.
pero una domanda mi sorge spontanea.. a che serve un pilota che gestisca la retro?