감지 및 제어 작동 사이의 시간 간격 크기를 어떻게 결정합니까?

내 배경:

내 경험은 탄탄한 역학과 FEA에 있습니다. 그래서 저는 로봇 공학 / 제어에 대한 경험이 전혀 없습니다.

문제 설명

복잡한 6 다리 다이나믹 시스템을 안정화하기위한 제어 전략을 개발 중입니다. 각 다리 관절의 토크 Ti 는 신체에 순 모멘트 M 을 생성 하여 시스템을 안정화시키는 데 사용됩니다. 이 순간 M 은 사전 결정된 제어 전략에서 알려져 있습니다. (측면 참고 : 다이나믹 솔버는 비선형 계산 유형입니다)

저의 배경이 부족하기 때문에 역동적 인 시스템과 근본적으로 혼동됩니다. 조인트 토크 Ti 를 사용 하여 몸체에 알려진 순 모멘트 M 을 만듭니다 . 이 순간 M 은

1. 모든 다리 세그먼트의 현재 위치 / 각도
2. 각 다리의 반력과 모멘트 (제어 할 수없는)
3. 각 레그의 제어 가능한 조인트 토크 Ti
4. 시각

$(*)$ 주어진 시간에 $(n-1)\Delta$티:

제어 전략에서 원하는 순 모멘트 M 이 계산 / 알려짐

-현재 다리의 위치, 각도, 반력 및 반동 모멘트 (예 : 센서가 잘 배치 된 위치)를 읽거나 감지 할 수 있습니다. $t = (n-1)\Delta$티.

이 정보에서 벡터 대수 는 순 모멘트 M 을 생성하는 데 필요한 원하는 조인트 토크 Ti를 쉽게 산출합니다.

$(**)$ 당시 $(n)\Delta$티:

-하나는 이전에 결정된 조인트 토크 Ti를 적용합니다 ($t=(n-1)\Delta$t) 원하는 순간을 만들려면 M

물론 이러한 토크 Ti 는 순간적으로 적용 할 수 없기 때문에 즉시 진행 시간 단계에서 적용됩니다.

이것이 바로 나의 근본적인 혼란이 존재하는 곳입니다. 토크 Ti 는$(*)$각도 / 위치 / 반응 데이터를 기반으로 $(*)$모멘트 M 을 만들기위한 목적으로 . 그러나 이러한 토크 Ti 는$(**)$데이터 (각도 / 위치 / 반응)가 다른 곳 에서 원하는 순 모멘트 M 을 생성 할 수 없습니다 (즉시 감지 시점에 마 법적으로 작동하지 않는 한). 컨트롤 문제를 올바르게 이해하고 있습니까?

질문

1. 로봇 문제를 올바르게 이해하고 있습니까? 이 딜레마와 관련된 용어와 전략은 무엇입니까?
2. 물론 감지와 작동 사이의 시간 간격을 무한대로 작게 만들 수는 있지만 이것은 비현실적이거나 불명확합니다. 현실적인 시간 단계 사이의 균형은 무엇입니까?

포인트 1과 관련하여 문제를 올바르게 이해하고 있습니다.

포인트 1과 2에 관해서는, 당신이 찾고있는 것이 나이키 스트 샤논 샘플링 이론이라고 생각 합니다. 이 이론에 따르면 샘플링 주파수는 "가장 높은 관심 주파수"의 2 배보다 커야합니다. 이것은 고주파 신호를 저주파로 잘못 측정 할 수있는 앨리어싱을 방지하기위한 것입니다.

위 이미지는 Wikipedia에서 가져온 것입니다. 그래서 당신은 모든 관절과 팔다리를 가진 로봇을 가지고 있습니다. 그 팔다리는 얼마나 빨리 움직일 수 있습니까? 순간과 토크는 모두 관절에서 가속을 유발합니다. 조인트에서 최고 회전 속도는 얼마입니까? 또는 다른 말로하면 예상 할 수있는 최대 순간은 얼마이며 얼마나 오래 적용됩니까? 그것으로부터 속도를 계산할 수도 있습니다.

시스템의 전체 역학을 포착 할 수있을 정도로 빠르게 관절을 샘플링하려고합니다. 그것이 감지를 위해 내 로봇 공학 프로젝트를 위해 설정 한 샘플링 임계 값 (최소!) 입니다. 들어 제어 , 가장 , 평판 , 소스 , 관심의 5 ~ 10 배의 주파수를 말한다.

피크 토크와 모멘트로 인한 피크 가속은 팔다리의 질량 (관성 모멘트)에 의해 제한됩니다. 가속을 제한하는 팔다리는 또한 샘플간에 시스템을 상대적으로 일정하게 유지하기 위해 저역 통과 필터 역할을하므로 하나의 샘플로 인해 꺼져 있다는 사실은 그다지 중요하지 않습니다.

도움이 되었기를 바랍니다!