Comment puis-je déterminer la taille des pas de temps entre la détection et l'activation de la commande?

Mon parcours:

Mon expérience est en mécanique des solides et FEA. Je n'ai donc aucune expérience en robotique / contrôles.

Description du problème

J'élabore une stratégie de contrôle pour stabiliser un système dynamique à 6 pattes compliqué. Les couples Ti des articulations de chaque jambe seront utilisés pour créer un moment net M sur le corps, stabilisant le système. Ce moment M est connu de la stratégie de contrôle prédéterminée. (Note latérale: le solveur dynamique est de type calcul non linéaire)

En raison de mon manque d'expérience, j'ai une confusion fondamentale avec le système dynamique. Je veux utiliser des couples de joint Ti pour créer ce moment net connu M sur le corps. Ce moment M est fonction de la

1. positions / angles actuels de tous les segments de jambe
2. forces et moments de réaction (qui ne peuvent pas être contrôlés) de chaque jambe
3. couples articulés contrôlables Ti de chaque jambe
4. temps

$(*)$ A un instant donné t:$(n-1)\Delta$

- À partir de la stratégie de contrôle, le moment net souhaité M est calculé / connu

- On peut lire / sentir les positions, les angles, les forces de réaction et les moments de réaction des jambes (par exemple, à partir de capteurs bien placés), à ce moment t. $t = (n-1)\Delta$

- A partir de ces informations, l'algèbre vectorielle donne facilement les couples de joint Ti souhaités nécessaires pour créer le moment net M

$(**)$ Au moment t:$(n)\Delta$

- on applique les couples de joint Ti précédemment déterminés (déterminés à t) pour créer le moment M souhaité$t=(n-1)\Delta$

- bien sûr, ces couples Ti sont appliqués au pas de temps immédiat car ils ne peuvent pas être appliqués instantanément

C'est exactement là où existe ma confusion fondamentale. Les couples de Ti ont été calculés , sur la base de données d'angles / positions / réactions dans , dans le but de créer un moment M . Cependant, ces couples Ti sont appliqués dans , où les données (angles / positions / réactions) sont maintenant différentes - ainsi le moment net M souhaité ne peut jamais être créé (sauf si vous appliquez comme par magie un actionnement au moment instantané de la détection ). Suis-je en train de comprendre correctement le problème des contrôles? $(*)$$(*)$$(**)$

Des questions

1. Suis-je en train de bien comprendre le problème de la robotique? Quels sont les termes et stratégies autour de ce dilemme?
2. Bien sûr, je pourrais créer des pas de temps entre la détection et l'actionnement infiniment petits, mais ce serait irréaliste / malhonnête. Quel est l'équilibre entre un pas de temps réaliste, mais qui exécute également bien la tâche?

Concernant le point 1, oui, vous comprenez correctement le problème.

En ce qui concerne les points 1 et 2, je pense que ce que vous recherchez est la théorie d'échantillonnage de Nyquist-Shannon . Cette théorie dit que votre fréquence d'échantillonnage devrait être supérieure à 2x votre "fréquence d'intérêt la plus élevée". C'est pour éviter le repliement, où vous pouvez mesurer de manière incorrecte un signal haute fréquence comme basse fréquence.

L'image ci-dessus provient de Wikipédia. Donc, vous avez votre robot avec toutes ses articulations et ses membres, et à quelle vitesse ces membres peuvent-ils se déplacer? Vos moments et couples provoqueront tous des accélérations au niveau des articulations; quelle est la vitesse de rotation maximale à un joint? Ou, autrement dit, quel est le moment de pointe auquel vous vous attendez et combien de temps est-il appliqué? Vous pouvez également calculer une vitesse à partir de cela.

Vous voulez échantillonner vos articulations assez rapidement pour capturer toute la dynamique du système. C'est le seuil d'échantillonnage (minimum!) Que je fixerais pour mon propre projet robotique de détection . Pour le contrôle , la plupart , de bonne réputation , sources , disent 5-10 fois la fréquence d'intérêt.

Vos accélérations de pointe, à partir de vos couples et moments de pointe, vont être limitées par la masse (moment d'inertie) de vos membres. Les membres qui limitent vos accélérations vont également agir comme un filtre passe-bas pour maintenir le système relativement constant entre les échantillons, de sorte que le fait que vous soyez absent d'un échantillon ne devrait pas trop d'importance.

J'espère que cela t'aides!