如何确定感应和控制致动之间的时间步长?


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我的背景:

我的经验是固体力学和有限元分析。因此,我在机器人/控制方面的经验为零。

问题描述

我正在开发一种控制策略,以稳定复杂的六足动力学系统。来自每条腿关节的扭矩Ti将用于在身体上产生净力矩M,从而使系统稳定。从预定的控制策略知道这一时刻M。(注意:动态求解器是非线性计算类型的)

由于缺乏背景,我对动力系统产生了根本性的困惑。我想使用关节扭矩Ti在身体上产生这个已知的净力矩M。此刻M

  1. 所有腿段的当前位置/角度
  2. 每条腿的反作用力和力矩(无法控制)
  3. 每条腿可控制的关节扭矩Ti
  4. 时间

在给定时间ñ - 1 Δ T:ñ-1个Δ

-根据控制策略计算/知道所需的净力矩M

Ť=ñ-1个Δ

-从此信息中,矢量代数可以轻松产生产生净矩M所需的所需关节扭矩Ti

ñΔ

Ť=ñ-1个Δ

-当然,这些扭矩Ti是在紧接的时间步长上施加的,因为它们不能立即施加

问题

  1. 我是否正确理解机器人问题?解决这个难题的条件和策略是什么?
  2. 当然,我可以将感应和促动之间的时间步长设置为无限小,但这将是不现实/不诚实的。现实的时间步长和执行任务之间的平衡是什么?

Answers:


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关于第1点,是的,您正确理解了问题。

关于第1点和第2点,我相信您正在寻找的是Nyquist-Shannon采样理论。该理论认为,采样频率应大于“最高关注频率”的2倍。这是为了防止出现混叠现象,在混叠现象中您可能会错误地将高频信号测量为低频信号。

从维基百科上的别名

上面的图片来自维基百科。因此,您的机器人的所有关节和四肢都这样,这些四肢可以移动多快?您的力矩和扭矩都会导致关节加速。关节的最高转速是多少?或者,换句话说,您期望的高峰时刻是什么,将应用多长时间?您也可以从中计算出速度。

您希望对关节进行足够快的采样,以捕获系统的全部动态。这对采样阈值(最低!)我会为自己的机器人集项目检测。为了控制大多数有信誉来源说的兴趣5-10倍的频率。

来自您的峰值扭矩和力矩的峰值加速度将受到四肢的质量(惯性矩)的限制。限制加速度的四肢也将充当低通滤波器,以使系统在两个样本之间保持相对恒定,这样就不必担心一个样本太重要了。

希望这可以帮助!

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