Zanim zaczniesz
Początkowa wiedza
- Komfort z algebrą i podstawowym językiem Python.
- W razie potrzeby przejrzyj wektory, trygonometrię i pochodne.
Sprzęt & środowisko
Użyj prostego symulowanego modelu ramienia lub koła. Niech eksperymenty fizyczne będą opcjonalne i nadzorowane.
Brak ustalonego czasu ukończenia: skorzystaj z bramek dowodów poniżej, aby zdecydować, kiedy przejść dalej. Linki do zasobów otwierają najsilniejszy wpis w katalogu; sprawdź dokumentację wydawcy, aby uzyskać dokładną wersję i konfigurację.
Początkujący
Zrozumienie klatek i ruchu
Reprezentuj położenie robota i obiektu bez mieszania ramek i jednostek.
Jak działa ten etap
Współrzędne opisują ilość w nazwanej ramce. Ten sam punkt ma różne liczby wyrażone w stosunku do kamery, podstawy robota lub narzędzia.
Przepracuj przykład
Przykładowe ćwiczenie studyjne · napisane przez botstest
Użyj sceny zabawkowej przeznaczonej wyłącznie do tłumaczenia z wyrównanymi osiami. Początek kamery znajduje się w odległości (0,3, 0, 0,5) metra w ramce podstawy, a obiekt znajduje się w odległości (0,1, 0,2, 0,4) metra w ramce kamery. Jego współrzędne podstawowe to (0,4, 0,2, 0,9). Ten dodatkowy skrót przestaje działać po obróceniu ramek; następnie utwórz pełną transformację.
- Oznacz kierunek każdej transformacji.
- Zachowaj wyraźne zasady dotyczące jednostek położenia i kątów.
- Przed utworzeniem transformacji sprawdź prosty znany punkt.
Odbity w lustrze lub przesunięty obiekt często wskazuje na błąd kierunku ramki lub jednostki, a nie na złe planowanie ruchu.
Podstawa odniesienia: Współrzędne i transformacje. Przykład i solucja to zastosowania redakcyjne źródła.
Ucz się w tej kolejności
- Wektory, rotacje i transformaty jednorodne
- Współrzędne wspólnego a współrzędne przestrzeni zadań
- Kinematyka do przodu i kontrole numeryczne
Przeczytaj, a potem zastosuj
Kris Hauser · University of Illinois · Rozdział kursu
Współrzędne i transformacje
Przeczytaj: Przed utworzeniem transformacji przejrzyj wektory i konwencje klatek.
Użyj jawnych konwencji ramek, aby wychwycić odwrócone transformacje, mieszane jednostki i wprowadzające w błąd wyrównanie wizualne.
Zastosuj to: Oblicz transformację jednej kamery do punktu bazowego i oznacz każdą klatkę i jednostkę.
Wprowadź to w życie
- Narysuj świat, bazę, narzędzia i ramki kamery dla prostego ramienia.
- Oblicz położenie narzędzia i porównaj je z wizualizowanym modelem.
Schemat ramy i notatnik sprawdzonej kinematyki do przodu.
Gotowy do następnego kroku, gdy…
Zasoby na ten etap
Przestudiuj mechanikę, układy współrzędnych, kinematykę i podstawy sterowania istotne dla ćwiczenia.
Przeanalizuj przykłady robotyki obliczeniowej i porównaj wyniki liczbowe z własnymi obliczeniami.
Średnio zaawansowany
Przeanalizuj opinie i trajektorie
Wyjaśnij, w jaki sposób sterownik podąża za zmieniającą się wartością zadaną pod wpływem zakłóceń.
Jak działa ten etap
Sterownik reaguje na błąd w miarę upływu czasu. Porównaj swoją odpowiedź, używając stałego odniesienia, warunku początkowego i modelu, tak aby zmieniony wynik miał możliwą do zinterpretowania przyczynę.
Przepracuj przykład
Przykładowe ćwiczenie studyjne · napisane przez botstest
W symulowanym przykładzie pojedynczej osi niech odniesienie wynosi 0,3 radiana, a zmierzony kąt 0,1 radiana: błąd wynosi 0,2 radiana. Proporcjonalne wzmocnienie zabawki wynoszące 2 niutonometry na radian daje 0,4 niutonometra przed wartościami dopuszczalnymi. Liczby te przedstawiają jednostki, a nie ustawienia sprzętowe. Zamiast oceniać w jednej chwili, narysuj ewolucję błędu i polecenia.
- Zdefiniuj stan, zadawanie i wejście sterujące.
- Zachowaj stałe warunki testowe.
- Narysuj razem błąd śledzenia i historię poleceń.
Jeśli symulowana reakcja staje się ekstremalna, przed zwiększeniem wzmocnień sprawdź limity poleceń, czas próbkowania i jednostki.
Podstawa odniesienia: Wahadło proste. Przykład i solucja to zastosowania redakcyjne źródła.
Ucz się w tej kolejności
- Jakobiany i lokalne zależności ruchu
- Trajektorie referencyjne i sygnały błędów
- Efekty wzmocnienia, nasycenia i próbkowania
Przeczytaj, a potem zastosuj
Russ Tedrake · MIT · Rozdział kursu
Wahadło proste
Przeczytaj: Przed interpretacją wykresów zachowania przestudiuj model i jego parametry.
Użyj wykonalnego modelu dynamiki, aby wyjaśnić zmierzone zachowanie przed dodaniem większej liczby połączeń lub wyuczonego sterownika.
Zastosuj to: Porównaj stan odniesienia i zmierzony przy dwóch ustawieniach sterownika i tym samym stanie początkowym.
Wprowadź to w życie
- Porównaj ustawienia kontrolera dla tego samego zadania związanego z ruchem stawów.
- Wprowadź ograniczone zaburzenie symulacji i błąd śledzenia logu.
Notatnik porównawczy sterowników z oznaczonymi wykresami.
Gotowy do następnego kroku, gdy…
Zasoby na ten etap
Modeluj interakcje fizyczne i kontrolę testową lub zachowanie polegające na uczeniu się przy wyraźnych założeniach symulacyjnych.
Poznaj dynamikę, optymalizację i analizę opartą na modelu dla kontrolowanego eksperymentu inżynieryjnego.
Zbadaj obliczenia kinematyki i dynamiki ciała sztywnego za pomocą jawnego modelu robota.
Profesjonalny
Oceń ograniczenia modelu
Stwórz analizę, która pomoże w podjęciu decyzji projektowej, a nie tylko w oparciu o formułę.
Jak działa ten etap
Dobry wynik matematyczny w dalszym ciągu zależy od założeń modelu. Zamień te założenia w eksperymentalne badanie wrażliwości.
Przepracuj przykład
Przykładowe ćwiczenie studyjne · napisane przez botstest
Weź wybrany kontroler i zmieniaj po jednej modelowanej masie lub opóźnieniu na raz. Celem jest określenie, gdzie rozumowanie przestaje przewidywać zachowanie, a nie ogłoszenie uniwersalnego najlepszego kontrolera.
- Wymień założenia stojące za celem i modelem.
- Zmień jeden parametr w zadeklarowanym zestawie testowym.
- Określ, które wnioski nadal wymagają dowodów fizycznych.
Pomyślny przebieg nominalny niewiele mówi o niesprawdzonym zakłóceniu lub innym interfejsie siłownika.
Podstawa odniesienia: Liniowe regulatory kwadratowe. Przykład i solucja to zastosowania redakcyjne źródła.
Ucz się w tej kolejności
- Założenia modelu i wrażliwość parametrów
- Obsługa ograniczeń i limity siłownika
- Raportowanie powtarzalności i niepewności
Przeczytaj, a potem zastosuj
Russ Tedrake · MIT · Rozdział kursu
Liniowe regulatory kwadratowe
Przeczytaj: Przed wyprowadzeniem przeczytaj założenia dotyczące przestrzeni stanów i sformułowanie kosztów.
Użyj modelu i obiektywnych założeń, aby umożliwić interpretację porównania kontrolerów.
Zastosuj to: Wymień model i obiektywne założenia wybranego kontrolera i przetestuj zmianę jednego parametru.
Wprowadź to w życie
- Zmieniaj masę, tarcie lub opóźnienie w kontrolowanym zestawie testowym.
- Polecaj kombinację kontrolera/modelu z udokumentowanymi ograniczeniami.
Badanie wrażliwości i powtarzalne zalecenie inżynieryjne.
Gotowy do następnego kroku, gdy…
Zasoby na ten etap
Poznaj dynamikę, optymalizację i analizę opartą na modelu dla kontrolowanego eksperymentu inżynieryjnego.
Zbadaj obliczenia kinematyki i dynamiki ciała sztywnego za pomocą jawnego modelu robota.
Przestudiuj mechanikę, układy współrzędnych, kinematykę i podstawy sterowania istotne dla ćwiczenia.
Typowe pułapki
- Nauka równań bez dołączania ramek i jednostek.
- Zakładając, że stabilna symulacja udowodni, że kontroler fizyczny jest bezpieczny.
Gdzie iść dalej
Kontynuuj planowanie ruchu, uruchamianie lub badania oparte na modelu, zgodnie z eksperymentem, który chcesz zbudować.
Poznaj inne ucz się ścieżki →