Làm cách nào để tôi quyết định kích thước của các bước thời gian giữa cảm biến và điều khiển truyền động?

Nền tảng của tôi:

Kinh nghiệm của tôi là về cơ học vững chắc và FEA. Vì vậy, tôi không có kinh nghiệm về robot / điều khiển.

Mô tả vấn đề

Tôi đang phát triển một chiến lược kiểm soát để ổn định hệ thống động lực 6 chân phức tạp. Torques Ti từ các khớp của mỗi chân sẽ được sử dụng để tạo ra một khoảnh khắc M trên cơ thể, ổn định hệ thống. Thời điểm này M được biết đến từ chiến lược kiểm soát được xác định trước. (Lưu ý bên: bộ giải động là loại tính toán phi tuyến)

Do thiếu nền tảng, tôi có một sự nhầm lẫn cơ bản với hệ thống động lực. Tôi muốn sử dụng các khớp xoắn Ti để tạo ra khoảnh khắc M được biết đến này trên cơ thể. Thời điểm này M là một chức năng của

1. vị trí / góc hiện tại của tất cả các đoạn chân
2. lực phản ứng và khoảnh khắc (không thể kiểm soát) của mỗi chân
3. điều khiển khớp xoắn Ti của mỗi chân
4. thời gian

$(*)$ Tại một thời điểm nhất định t:$(n-1)\Delta$

- Từ chiến lược điều khiển, thời điểm M mong muốn được tính / biết

- Một người có thể đọc / cảm nhận vị trí, góc, lực phản ứng và khoảnh khắc phản ứng của chân (giả sử, từ các cảm biến được đặt tốt), tại thời điểm này t. $t = (n-1)\Delta$

- Từ thông tin này, đại số vectơ dễ dàng mang lại các điểm xuyến khớp mong muốn Ti cần thiết để tạo ra mô men M

( N ) $(**)$ Tại thời điểm t:$(n)\Delta$

--one áp dụng các điểm xuyến chung được xác định trước Ti (được xác định tại t) để tạo thời điểm M mong muốn$t=(n-1)\Delta$

- tất nhiên những điểm xuyến Ti này được áp dụng ở bước tiến hành ngay lập tức vì chúng không thể được áp dụng ngay lập tức

Vì vậy, đây chính xác là nơi mà sự nhầm lẫn cơ bản của tôi tồn tại. Các Miếng Ti được tính bằng , dựa trên dữ liệu của góc / vị trí / phản ứng ở , với mục đích để tạo ra khoảnh khắc M . Tuy nhiên, những điểm xuyến Ti này được áp dụng trong , trong đó dữ liệu (góc / vị trí / phản ứng) giờ khác nhau - do đó không thể tạo được khoảnh khắc M mong muốn (trừ khi bạn áp dụng phép thuật một cách kỳ diệu vào thời điểm cảm nhận tức thời ). Tôi có hiểu đúng vấn đề kiểm soát không? ( * ) ( * * $(*)$$(*)$$(**)$

Câu hỏi

1. Tôi có hiểu đúng vấn đề robot không? Các điều khoản và chiến lược xung quanh vấn đề nan giải này là gì?
2. Tất nhiên tôi có thể tạo ra các bước thời gian giữa cảm biến và sự dẫn động là vô cùng nhỏ, nhưng điều này sẽ không thực tế / không trung thực. Sự cân bằng giữa một bước thời gian thực tế, nhưng cũng thực hiện tốt nhiệm vụ là gì?

Về điểm 1, có bạn đang hiểu vấn đề chính xác.

Về điểm 1 và 2, tôi tin rằng những gì bạn đang tìm kiếm là lý thuyết lấy mẫu Nyquist-Shannon . Lý thuyết này nói rằng tần suất lấy mẫu của bạn phải lớn hơn gấp 2 lần "tần suất quan tâm cao nhất" của bạn. Điều này là để ngăn răng cưa, trong đó bạn có thể đo không chính xác tín hiệu tần số cao là tần số thấp.

Hình ảnh trên là từ Wikipedia. Vì vậy, bạn có robot của bạn với tất cả các khớp và tay chân của nó và như vậy - những chi đó có thể di chuyển nhanh như thế nào? Tất cả các khoảnh khắc và điểm xuyến của bạn sẽ gây ra gia tốc tại các khớp; tốc độ quay hàng đầu tại một khớp là gì? Hoặc, nói cách khác, thời điểm cao nhất bạn mong đợi và nó sẽ được áp dụng trong bao lâu? Bạn có thể tính toán tốc độ từ đó là tốt.

Bạn muốn lấy mẫu các khớp của mình đủ nhanh để bạn có thể nắm bắt được toàn bộ động lực của hệ thống. Đó là ngưỡng lấy mẫu (tối thiểu!) Tôi sẽ đặt cho dự án chế tạo robot của riêng mình để cảm nhận . Để kiểm soát , hầu hết , có uy tín , các nguồn , nói gấp 5-10 lần tần suất quan tâm.

Gia tốc cực đại của bạn, từ các điểm cực đại và khoảnh khắc của bạn, sẽ bị giới hạn bởi khối lượng (mô men quán tính) của các chi của bạn. Các chi làm hạn chế khả năng tăng tốc của bạn cũng sẽ hoạt động như một bộ lọc thông thấp để giữ cho hệ thống tương đối ổn định giữa các mẫu sao cho việc bạn tắt một mẫu không quá quan trọng.

Hi vọng điêu nay co ich!