我听说过这背后的两个主要原理,第一个是您应该使用诸如弹簧的减震系统来吸收震动。第二个是您应该将所有内容严格固定在适当的位置,以使它不会移动,因此不会碰到其他任何东西而损坏。
我应该遵循,或者如果答案是“取决于”我该如何使用它来最好地保护敏感组件?
#1 楼
虽然您描述的两种技术非常有价值,但如果振动来自您自己的执行器,那么您只需使用一个振动就可以显着改善性能。
传统的梯形速度分布是恒定的加速度,直到固定的最大速度,然后进行恒定的速度巡航,然后再进行恒定的减速,直到速度为零。这会产生很高的瞬时颠簸(或冲击)-位置随时间变化的三阶导数。这种高震动通常会导致振动损坏。
许多运动控制器都提供了受震动限制的S曲线速度曲线,这可以显着减少那些高震动脉冲。此外,由于您要提高加速度,因此通常可以更积极地调整PID回路,并实际上获得点对点的性能提升。不幸的是,这是以增加移动同步和计划的复杂性为代价的。
我还研究了在整个移动过程中使用纯三次样条的系统。这些创建的丝绸般平滑的移动轮廓,相邻的移动无缝地彼此融合在一起,没有明显的震颤。这些系统与之同步动作甚至更加困难,并且在规划步骤中的数学比与S曲线更为复杂。
#2 楼
组件的某处应具有振动等级。没有运动部件的几乎所有东西都可以。加速度计和陀螺仪等某些传感器会受到影响。例如,四旋翼是受振动影响很大的应用。四个支柱产生绝对可笑的振动,而四旋翼需要来自加速度计/陀螺仪的准确传感器数据。如果您查看加速度计图,将会看到令人难以置信的噪声。
尽管如此,很少有四边形具有任何形式的减振功能,卡尔曼滤波器足以获取良好的数据。
关于振动阻尼的文献很多,有几种可行的方法(主动和被动)。
我发现记忆泡沫非常适合阻尼电子设备和小型传感器的振动。作为加速度/陀螺仪。记忆泡沫非常柔软,但更重要的是,它的设计可很好地阻尼。我过去使用记忆海绵将无人机的加速度计噪声降低了约80%。
#3 楼
在我们一直在研究的Asguard系统上,由于车轮的几何形状,我们会受到很多冲击。在该系统上,我们还能够按照Mark的建议减少控制侧的振动。这是通过以最佳模式同步车轮来完成的。系统还具有一些机械设计功能,可减少振动。挠性轮,齿轮与轮之间的弹性联轴器以及大多数螺钉的锁定机构。
电子设备没有牢固地连接到结构,而是使用泡沫和橡胶的组合将它们固定在适当的位置。到目前为止,此方法运行良好。但是,连接器存在很多问题,经常会在板上连接器上产生微裂纹,尤其是在火线等较重的连接器上。在这种情况下,我们必须创建机械结构以将连接器固定在适当的位置,或者在可能的情况下用轻巧的替代品替换连接器。
敏感的组件,例如IMU和我们牢固连接的摄像机系统。的确,这可以改善加速度计上的噪声,但是卡尔曼滤波器在估计方向时从来没有遇到太大问题。在相机上使用短曝光时间时,振动也不是什么大问题。从传感器的角度来看,我们确实比预期的要多得多。
所以我想您的问题的答案是它确实取决于您的系统,正如我们在本例中所看到的通常,您甚至不需要过多地保护组件免受振动。