Η κατανόηση του τρόπου υπολογισμού των κοινών ταχυτήτων και επιταχύνσεων είναι απαραίτητη για τον έλεγχο των ρομπότ πολλαπλών βαθμών ελευθερίας (πολυ-DOF). Οι ακριβείς υπολογισμοί επιτρέπουν ακριβείς κινήσεις και βελτιώνουν τη συνολική απόδοση των ρομπότ.

Θεμελιώδεις έννοιες

Οι κοινές ταχύτητες αναφέρονται στο ρυθμό αλλαγής των αρθρικών γωνιών με την πάροδο του χρόνου, ενώ οι επιταχύνσεις των αρθρώσεων υποδεικνύουν πόσο γρήγορα αλλάζουν αυτές οι ταχύτητες. Και οι δύο είναι κρίσιμες για το σχεδιασμό και τον έλεγχο τροχιάς. Αυτές οι ποσότητες συνήθως προέρχονται από τις κινηματικές εξισώσεις του ρομπότ.

Υπολογισμός κοινών ταχυτήτων

Μια κοινή μέθοδος περιλαμβάνει τη χρήση του Jacobian μήτρα, η οποία σχετίζεται με τις αρθρικές ταχύτητες με τις ταχύτητες του τελικού αποτελέσματος.

Κοινή ταχύτητα = Ψευδο-αντίστροφη ταχύτητα Jacobian × ταχύτητα τελικού εφέ

Αυτή η προσέγγιση απαιτεί γνώση της τρέχουσας διαμόρφωσης του ρομπότ και της επιθυμητής κίνησης του τελικού εφέ.

Υπολογισμός των κοινών επιτάχυνσεων

Οι κοινές επιταχύνσεις μπορούν να επιτευχθούν με διαφοροποίηση των άρθρωσης όσον αφορά το χρόνο. Εναλλακτικά, το δεύτερο παράγωγο του Jacobian μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε δυναμικά μοντέλα:

Κοινή επιτάχυνση = Γιόκομπιανικό παράγωγο × Κοινές ταχύτητες + Ιακωβιανή × Επιτάχυνση τελικού αποτελέσματος

Πρακτικές Προσεγγίσεις

Η αριθμητική διαφοροποίηση χρησιμοποιείται συχνά σε εφαρμογές πραγματικού χρόνου, όπου οι ταχύτητες και οι επιταχύνσεις των αρθρώσεων υπολογίζονται από τα δεδομένα θέσης. Οι τεχνικές φιλτραρίσματος, όπως τα φίλτρα χαμηλής διέλευσης, βοηθούν στη μείωση του θορύβου σε αυτές τις εκτιμήσεις. Επιπλέον, οι μέθοδοι με βάση το μοντέλο ενσωματώνουν τη δυναμική του ρομπότ για πιο ακριβείς υπολογισμούς.

  • Αριθμητική διαφοροποίηση
  • Τεχνικές φιλτραρίσματος
  • Δυναμικοί υπολογισμοί βάσει μοντέλου
  • Μέθοδοι σύντηξης αισθητήρων