 |
Кинематическая и динамическая модель робота
Использование данного блока позволяет сформировать в системе эталонную модель робота. С данной моделью сравниваются показания датчиков и оценивается их достоверность.
Следует отметить, что адекватная математическая модель реального объекта может отличаться от его теоретической модели. Так, например, у описываемого гусеничного робота при повороте проявляется эффект снижения скорости. Это обусловлено повышением нагрузки на приводы из-за совершения гусеницами поперечного скольжения по полу.
Модель описываемого гусеничного робота в терминах и понятиях теории автоматического управления (ТАУ) приведена на Рис. 1.
[ Увеличить ] [ Уменьшить ]
Расчет модели производится в разностных уравнениях.
На вход этой модели поступают те же команды q и v, что и на исполнительные механизмы робота. Сигнал q определяет направление поворота (-1 - влево, 1 - вправо, 0 - прямо). Сигнал v определяет направление движения (-1 - назад, 1 - вперед, 0 - на месте). Эти данные переводятся в направления движения левого и правого привода и по радиоканалу передаются на робот. Блок эмуляции задержки формирует временные задержки при передаче этих команд (время затрачивается на формирование последовательной кодовой посылки).
Совокупность блоков, объединенная общим названием "динамическая модель", описывает динамику робота. При этом учитывается замедление скорости поворота, связанное с повышением нагрузки на приводы из-за поперечного скольжения гусениц. В динамической модели принимают участие три параметра (константы):
Vлин - линейная скорость перемещения гусениц робота при совершении им поступательного движении;
Vвращ. - линейная скорость перемещения гусениц робота при совершении им вращательного движения на месте.
T - постоянная времени приводов движения робота (T=0.27 сек).
Параметры динамической модели (мгновенное значение скорости приводов) поступают на вход кинематической модели. Кинематическая модель переводит мгновенное значение скорости движения левой и правой гусеницы в скорость поступательного движения робота v и скорость вращательного движения a. Для этого используется коэффициент h - эффективное расстояние между гусеницами.
На выходе системы формируются сигналы DL и Da - перемещение и угол поворота робота за такт расчета.