Силовая (силомоментная) обратная связь

Материал из Циклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Силовая (силомоментная) обратная связь – передача сигналом силовой обратной связи копирующему приводу уровня силы (давления, момента) по линии связи.

Передача уровня силы (давления, момента) может быть выполнена:

  1. по проводам.
  2. по оптоволокну.
  3. через модулируемые электромагнитные волны.
  4. через модулируемые звуковые, ультразвуковые, гиперзвуковые волны.
  5. через модуляцию потока нейтронов.
  6. через модуляцию потока нейтрино.
  7. через модуляцию потока мюонов.
  8. через другие формы передачи сигнала через пространство.

Двухсторонняя силовая (силомоментная) отрицательная обратная связь (в авиации: адаптивное электродистанционное управление) соединяет части-А-В машины двумя каналами связи + 2 привода + 2 пропорциональных (датчик плавно меняет выходной сигнал пропорционально входному действию) датчика угла (перемещения) + 2 пропорциональных датчика силы. Канал-1 разностью углов (перемещений) датчиков частей-А-В машины найдет знак перемещения привода. По знаку перемещения привода канал-2 уравняет цифры датчиков углов, сил двигая приводом часть машины, где меньше сила. Без пропорциональных датчиков силы двухсторонняя отрицательная обратная связь работает, но больше расход энергии, амплитуда паразитных колебаний: совпали углы – сила прижима (захвата) резко колеблется 0-100%.

Силовая (силомоментная) обратная связь в быстродействующих копирующих манипуляторах обычно передает 4 цифры: угол + угловая скорость + сила + скорость изменения силы. Чем больше скорость изменения силы, тем больше коэффициент дополнительного усиления для уменьшения задержки управления исполнительным механизмом.

Чем больше скорость изменения силы, угловая скорость, тем больше частота опроса датчиков угла, силы.

Чем больше величина силы или скорость её изменения, тем больше софт увеличивает цифру диапазона рассогласования (несовпадения) углов обратной связи для уменьшения задержки управления исполнительным механизмом. Диапазон рассогласования углов обратной связи мал – исполнительный механизм точнее, диапазон рассогласования углов больше – исполнительный механизм быстрее, сильнее. Софт силовой (силомоментной) обратной связи ставит диапазон рассогласования углов в зависимости от величины силы (скорости её изменения) по оптимальному балансу «точность – мощность».

Силовую (силомоментную) обратную связь по типу управления делят на:

  1. Однодатчиковая силовая (силомоментная) обратная связь: привод держит постоянной силу управляющего датчика силы манипулятора. Привод включает переход за верхний или нижний порог управляющего датчика силы. Обратный переход порога выключает привод. 2-й датчик силы обратному движению манипулятора не нужен. Привод двигает манипулятор в направлении векторной суммы сил «оператор – окружающая среда».
  2. Двухдатчиковая силовая (силомоментная) обратная связь: привод включает превышение порога разности сил датчика сгибания манипулятора и датчика разгибания манипулятора. Обратный переход порога выключает привод.

Скорость привода в силовой (силомоментной) обратной связи прямо пропорциональна:

  1. скорости изменения силы в управляющем датчике силы манипулятора.
  2. величине перехода за порог управляющего датчика силы манипулятора.

Обычно силовая (силомоментная) обратная связь имеет линейную зависимость между входным, выходным сигналами. В управлении мощными процессами применяют прогрессивное усиление: при росте выходной мощности силовой (силомоментной) обратной связи коэффициент усиления растет, позволяя например оператору электродистанционного экзоскелета поднимать грузы (больше вес – больше коэффициент усиления) многократно превышающие возможности мышц оператора.

Силовую (силомоментную) обратную связь применяют в:

  1. в авиации для управления аэродинамическими элементами самолета с передачей (программный график коэффициента усиления) сил сопротивления воздуха в руки летчика.
  2. в системе «костюм телеприсутствия – аватар-андроид».
  3. в системе «костюм виртуальной реальности – аватар виртуальной реальности».
  4. в электродистанционном экзоскелете для связи по проводам между руками, ногами экзоскелета и руками, ногами человека в экзоскелете.
  5. в экспериментальных экскаваторах с передачей сил сопротивления ковшу оператору экскаватора.

Силовая (силомоментная) обратная связь не требует применения компьютера, буферизации сигнала. Наименьшую задержку управления силовой (силомоментной) обратной связью через интернет обеспечивает безсерверная обратная связь.

Силовую (силомоментную) обратную связь от тактильной обратной связи отличает:

  1. силовая (силомоментная) обратная связь имеет только двухстороннюю отрицательную обратную связь. Тактильная обратная связь имеет только одностороннюю отрицательную обратную связь.
  2. силовая (силомоментная) обратная связь приложена к конечности, к суставу человека (к рычажным конструкциям и шарниру аватара или других объектов управления) не только прямой силой, но и моментом. Силовая (силомоментная) обратная связь имеет моментную составляющую, нет деления на пиксели. Тактильная обратная связь не имеет моментную составляющую (пиксели передают вектор силы, а не момент), есть деление на пиксели.
  3. битность сигнала силовой (силомоментной) обратной связи в разы больше, чем в тактильной обратной связи.
  4. полный трафик (через интернет) всех каналов (силы, углы) силовой (силомоментной) обратной связи не превышает 90Кб/сек. Полный трафик (через интернет) всех каналов полнофункциональной тактильной обратной связи с человеком – мегабайты в секунду.
  5. в силовой (силомоментной) обратной связи сумма сил в датчиках силы конечностей аватара (человека) равна сумме сил действующих на шарниры конечности аватара (суставы человека). В тактильной обратной связи сумма сил в датчиках силы (давления) может многократно (например гидростатическое давление на аватара под водой) превышать сумму сил действующих на шарниры аватара (суставы человека).

Силовую (силомоментную) обратную связь делят на:

  1. активная силовая (силомоментная) обратная связь: отрицательная обратная связь между приводами пары объектов. Управляющий объект пары тот, у которого сигнал мощнее.
  2. пассивная силовая (силомоментная) обратная связь: сигнал отрицательной обратной связи заменяют пружины, возвращающие один с пары объектов в нулевое (стартовое) положение.

[править] См. также

Персональные инструменты
Пространства имён

Варианты
Действия
Навигация
Инструменты