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周宇问道。
傅明眼晴一亮:“没错!
这种微振动辅助对齐技术,可以大幅提高装配成功率。
在地球上,它已经经过了无数次测试。”
“这里是月球。”
周宇的声音变得严肃起来。
“地球上的微振动,在空气中会迅速衰减,別忘了,月球是高真空环境。”
傅明脸色骤变,他似乎已经明白了什么。
周宇继续解释道:“在月球的高真空环境下,你施加在卡扣上的微振动,並不会像在地球上有空气阻尼,反而会以极高的效率向周围结构传导。
更要命的是,月球的低重力,意味著你施加的振动频率和能量,会通过机器人八只机械腿的复杂结构共振,被放大和扩散。”
“等一下,你说的是结构共振?”
傅明喃喃自语。
“是的,不是普通的结构共振。”
周宇在白板上画出更复杂的数学模型。
“在地球上,空气阻尼和重力作用,会使机械臂的固有频率处於一个稳定的范围內。”
“但是月球的低重力环境,使得整个机器人的结构谐振频率发生了显著变化,你施加的微振动,其频率可能正好落在某个关键关节的固有频率上,或者更糟的是,它与多个关节的谐波频率重叠了!”
“这这不可能啊,我们模擬过所有情况!”
“你们模擬的是单一振动源,你有没有想过,当八只腿都在不同姿態,同时进行微调时,每个关节的压电陶瓷传感器,可能会因为这种多源结构共振,而產生偽信號?”
周宇继续在白板上写下公式:“当八只腿的结构共振频率相互叠加,它们產生的谐波信號,可能会被压电陶瓷传感器接收。
这些传感器会產生一个虚假的应变电压。”
“这个电压信號,会被机器人內部的姿態解算模块误认为是来自外部的巨大阻力。”
“等等—”
傅明瞪大了眼睛。
“你是说,我的程序认为机器人被卡住了?”
“没错!”
周宇欣慰地看著对方,终於听懂了。
“你的程序,为了防止机械结构在卡死时受损,设计了一个紧急自锁机制,一旦姿態解算模块反馈回来的数据,显示有某个方向的阻力超过了设定閾值,它就会立刻锁定所有电机,以防止进一步的结构损坏。”
“这就是为什么扭矩数据瞬间飆升到上限,电机却没有真正发热的原因,这个数据不是实际的物理扭矩,而是控制系统根据虚假应变信號计算出的虚擬扭矩。”
“所以-机器人其实並没有卡死,它只是被自己发出的结构共振偽信號欺骗了,以为自己卡死了,然后触发了自锁机制?”
“是的。”
周宇肯定地回答。
“这就是为什么热成像显示电机是冷的,因为它们根本就没有发力。
这就是为什么imu数据有微小的、无规律的抖动一一这是结构共振的残余能量在机器人內部传递,被imu
的惯性传感器捕捉到了。”
“它不是机械故障,而是控制系统被环境和自身设计叠加效应误导的结果。”
实验室里陷入了死一般的沉寂。
所有工程师都呆住了,他们反覆检查了数天的机械结构、电源系统、通讯链路,甚至连机器都敲鼓(盆子)拜过了,却从未想过问题出在结构共振和传感器偽信號上。
傅明恍然大悟:“我我竟然忽略了这一点。”
“我把重心放在了材料和增材製造上,而忽略了月球低重力下的复杂结构动力学,我们模擬的都是理想状態下的单体结构,却没有考虑多轴联动时,八个机械臂在月球环境下的耦合振动效应。”
“现在能解锁吗?”
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