¿Cómo decido el tamaño de los pasos de tiempo entre la detección y la actuación de control?

Mi pasado:

Mi experiencia es en mecánica de sólidos y FEA. Así que no tengo experiencia en robótica / controles.

Descripción del problema

Estoy desarrollando una estrategia de control para estabilizar un complicado sistema dinámico de 6 patas. Los pares de Ti de las articulaciones de cada pierna se usarán para crear un momento neto M en el cuerpo, estabilizando el sistema. Este momento M es conocido por la estrategia de control predeterminada. (Nota al margen: el solucionador dinámico es del tipo computacional no lineal)

Debido a mi falta de antecedentes, tengo una confusión fundamental con el sistema dinámico. Quiero usar pares de torsión Ti para crear este momento neto conocido M en el cuerpo. Este momento M es una función de la

1. posiciones actuales / ángulos de todos los segmentos de las piernas
2. fuerzas de reacción y momentos (que no se pueden controlar) de cada pierna
3. pares de torsión controlables Ti de cada pierna
4. hora

En un momento dado ( n - 1 ) Δ t:$(*)$$(n-1)\Delta$

- A partir de la estrategia de control, se calcula / conoce el momento neto deseado M

$t = (n-1)\Delta$

A partir de esta información, el álgebra vectorial produce fácilmente los pares de torsión deseados Ti necesarios para crear el momento neto M

$(**)$$(n)\Delta$

$t=(n-1)\Delta$

- por supuesto, estos pares de torsión Ti se aplican en el paso de tiempo de proceder inmediato porque no pueden aplicarse instantáneamente

$(*)$$(*)$$(**)$

Preguntas

1. ¿Estoy entendiendo el problema de la robótica correctamente? ¿Cuáles son los términos y estrategias en torno a este dilema?
2. Por supuesto, podría crear que los pasos de tiempo entre la detección y la actuación sean infinitamente pequeños, pero esto sería poco realista / deshonesto. ¿Cuál es el equilibrio entre un paso de tiempo realista, pero también realiza bien la tarea?

Con respecto al punto 1, sí, está entendiendo el problema correctamente.

Con respecto a los puntos 1 y 2, creo que lo que está buscando es la teoría de muestreo de Nyquist-Shannon . Esta teoría dice que su frecuencia de muestreo debe ser mayor que 2 veces su "frecuencia de interés más alta". Esto es para evitar el aliasing, donde puede medir incorrectamente una señal de alta frecuencia como baja frecuencia.

La imagen de arriba es de Wikipedia. Entonces, tienes tu robot con todas sus articulaciones y extremidades y tal: ¿qué tan rápido pueden moverse esas extremidades? Sus momentos y pares provocarán aceleraciones en las articulaciones; ¿Cuál es la velocidad de rotación máxima en una articulación? O, dicho de otra manera, ¿cuál es el momento pico que esperarías y cuánto tiempo se aplicaría? Puedes calcular una velocidad a partir de eso también.

Desea muestrear sus articulaciones lo suficientemente rápido como para capturar la dinámica completa del sistema. Ese es el umbral de muestreo (¡mínimo!) Que establecería para mi propio proyecto de robótica para la detección . Para el control , la mayoría , de buena reputación , fuentes , dicen 5-10 veces la frecuencia de interés.

Sus aceleraciones máximas, de sus pares y momentos máximos, estarán limitadas por la masa (momento de inercia) de sus extremidades. Las extremidades que limitan sus aceleraciones también actuarán como un filtro de paso bajo para mantener el sistema relativamente constante entre las muestras, de modo que el hecho de que esté fuera de una muestra no importe demasiado.

¡Espero que esto ayude!