Архив Галактики

Алгоритмы: черно-белое движение. Часть VII

Следы NiNoXT в Галактике / 28.11.2012

В прошлых двух заметках (1, 2) было указано, что коэффициент пропорциональности линейного регулятора при движении вдоль черной линии зависит от минимального и максимального значений, которые показывает датчик освещенности на данном конкретном поле.

Прежде, чем переходить к исследованию от чего же еще зависит коэффициент, хотелось бы рассмотреть некоторые особенности управления моторами через каналы данных. Данное знание позволит более тщательно подходить к расчету коэффициента пропорциональности или, как это будет показано в конце заметки, сделать программу более устойчивой к изменению освещенности на поле.

Рассмотрим, что происходит с вращением оси мотора в случае работы следующей программы:



В программе в каждой следующей итерации цикла в качестве значения мощности мотора передаются все меньшие числа.

При запуске программы будет видно: мотор крутится вперед, постепенно теряя скорость, затем останавливается, и постепенно набирая скорость, опять крутится вперед.
Что доказывает - если в среде NXT-G в качестве мощности подавать отрицательные значения, то ось мотора будет вращаться в прямом направлении (вперед), а не в обратном направлении, как это можно было бы ожидать. Следует заметить, что в других средах программирования LEGO роботов это не так.

Что же дает нам эта новая информация?



Из формул выше видно, что в случае неправильно рассчитанного "среднего" значения освещенности L_A (предполагаемой освещенности на границе линии), например, когда учитывалось не самое светлое место на поле, значение мощности может стать отрицательным.

Пусть

Тогда если при каком-то измерении на поле возникнет ситуация, когда L будет больше замерянного ранее максимального значения, то

Что приведет к тому, что вместо ожидаемой остановки, колесо начнет двигаться. А поскольку и второе колесо крутится, причем, с максимальной скоростью, то робот может вылететь с трассы.



Чтобы избежать такой ситуации внутри цикла управления, после расчета мощностей, устанавливают ограничитель, который бы позволил избежать запуск моторов при непредвиденных значениях освещенности.

Для каждого рассчитываемого значения мощности - свой ограничитель.



Для удобства операций, значение мощности будет передаваться посредством переменной:

В программе переменные будут использоваться следующим образом:



А управляющий цикл, в итоге, видоизменится: