मैं संवेदन और नियंत्रण क्रियाशीलता के बीच समय के चरणों का आकार कैसे तय करूं?

Question

मेरी पृष्ठभूमि:

मेरा अनुभव ठोस यांत्रिकी और एफईए में है। इसलिए मुझे रोबोटिक्स / नियंत्रण में शून्य अनुभव है।

समस्या का विवरण

मैं एक जटिल 6-पैर वाली डायनेमिक सिस्टम को स्थिर करने के लिए एक नियंत्रण रणनीति विकसित कर रहा हूं। प्रत्येक पैर के जोड़ों से टॉर टीआई का उपयोग शरीर पर शुद्ध पल एम बनाने के लिए किया जाएगा , सिस्टम को स्थिर करना। इस क्षण एम को पूर्व-निर्धारित नियंत्रण रणनीति से जाना जाता है। (साइड नोट: डायनेमिक सॉल्वर नॉनलाइनियर कम्प्यूटेशनल प्रकार का है)

मेरी पृष्ठभूमि की कमी के कारण, मुझे गतिशील प्रणाली के साथ एक बुनियादी भ्रम है। मैं शरीर पर इस ज्ञात शुद्ध क्षण एम को बनाने के लिए संयुक्त टोक़ टीआई का उपयोग करना चाहता हूं । यह क्षण M का एक कार्य है

1. वर्तमान स्थिति / सभी पैर खंडों के कोण
2. प्रत्येक पैर की प्रतिक्रिया बल और क्षण (जिसे नियंत्रित नहीं किया जा सकता)
3. प्रत्येक पैर की नियंत्रणीय संयुक्त धार तिवारी
4. समय

$(*)$ एक निश्चित समय पर t:$(n-1)\Delta$

- नियंत्रण रणनीति से, वांछित शुद्ध पल एम की गणना / ज्ञात है

- कोई भी इस समय t पर पैरों की स्थिति, कोण, प्रतिक्रिया बल और प्रतिक्रिया क्षणों (जैसे, अच्छी तरह से लगाए गए सेंसर से) को पढ़ / समझ सकता है। $t = (n-1)\Delta$

इस जानकारी --From, वेक्टर बीजगणित आसानी से वांछित संयुक्त torques पैदावार ती शुद्ध पल बनाने के लिए आवश्यक एम

$(**)$ उस समय t:$(n)\Delta$

--एक पहले से निर्धारित संयुक्त torques लागू होता है ती (कम से निर्धारित टी) वांछित पल बनाने के लिए एम$t=(n-1)\Delta$

- बेशक ये टोर टीआई तत्काल कार्यवाही समय कदम पर लागू होते हैं क्योंकि वे तुरंत लागू नहीं किए जा सकते हैं

तो यह वही है जहाँ मेरा मौलिक भ्रम मौजूद है। क्षणों एम बनाने के उद्देश्य के साथ में कोणों / पदों / प्रतिक्रियाओं के डेटा के आधार पर टोर टीआई की गणना में की गई थी । हालाँकि, इन टोर टीआई को में लागू किया जाता है , जहाँ डेटा (कोण / स्थिति / प्रतिक्रिया) अब अलग हैं - इस प्रकार वांछित शुद्ध क्षण एम कभी नहीं बनाया जा सकता है (जब तक कि आप संवेदी के तात्कालिक समय पर जादुई रूप से लागू नहीं करते हैं) )। क्या मैं नियंत्रण समस्या को सही ढंग से समझ रहा हूं? $(*)$$(*)$$(**)$

प्रशन

1. क्या मैं रोबोटिक्स समस्या को सही ढंग से समझ रहा हूं? इस दुविधा के आसपास क्या शर्तें और रणनीति हैं?
2. बेशक मैं संवेदन और अभिनय के बीच के समय को असीम रूप से छोटा होने के लिए तैयार कर सकता था, लेकिन यह अवास्तविक / बेईमान होगा। एक यथार्थवादी समय कदम के बीच संतुलन क्या है, लेकिन यह भी कार्य को अच्छी तरह से करता है?

Answer 1

बिंदु 1 के बारे में, हाँ आप समस्या को सही ढंग से समझ रहे हैं।

अंक 1 और 2 के बारे में, मेरा मानना ​​है कि आप जो खोज रहे हैं वह Nyquist-Shannon नमूनाकरण सिद्धांत है । यह सिद्धांत कहता है कि आपकी नमूना आवृत्ति आपकी "ब्याज की उच्चतम आवृत्ति" 2x से अधिक होनी चाहिए। यह एलियासिंग को रोकने के लिए है, जहां आप गलत आवृत्ति को कम आवृत्ति के रूप में माप सकते हैं।

ऊपर की छवि विकिपीडिया की है। तो, आपके पास इसके सभी जोड़ों और अंगों के साथ आपका रोबोट है और ऐसे - वे अंग कितनी तेजी से आगे बढ़ सकते हैं? आपके क्षण और धारियां सभी जोड़ों में तेजी का कारण बनेंगे; एक संयुक्त में शीर्ष घूर्णी गति क्या है? या, एक और तरीका रखो, वह चरम क्षण जो आप उम्मीद करेंगे और यह कब तक लागू होगा? आप उसी से एक गति की गणना कर सकते हैं।

आप अपने जोड़ों को इतनी तेजी से नमूना देना चाहते हैं कि आप सिस्टम की पूर्ण गतिशीलता पर कब्जा कर सकते हैं। यह नमूना सीमा (न्यूनतम!) मैं संवेदन के लिए अपने रोबोटिक्स प्रोजेक्ट के लिए निर्धारित करूंगा । के लिए नियंत्रण , सबसे , सम्मानित , सूत्रों का कहना है , का कहना है कि 5-10 गुना ब्याज की आवृत्ति।

आपकी चरम गति, आपके चरम धार और क्षणों से, आपके अंगों के द्रव्यमान (जड़ता के क्षण) द्वारा सीमित होने जा रही है। आपके त्वरण को सीमित करने वाले अंग भी नमूनों के बीच प्रणाली को अपेक्षाकृत स्थिर रखने के लिए एक कम-पास फिल्टर के रूप में कार्य करने जा रहे हैं, इस तथ्य से कि आप एक नमूना द्वारा बंद कर रहे हैं, बहुत ज्यादा मायने नहीं रखना चाहिए।

उम्मीद है की यह मदद करेगा!