基于載流導線(xiàn)循跡智能車(chē)的數學(xué)模型
為了消除兩個(gè)電路的差異,對(6)兩邊同乘以得:

記

對(7)兩邊同乘以0()yUs得:

記向量。那么U
??的方向為,正是載流導線(xiàn)的水平垂直方向,我們用它來(lái)判斷載流導線(xiàn)的走勢;而由
得

1.3 單豎直電感測距
如圖4,電感豎直放置,離地高度h。易得

令運用法一得
其中

對于上述三個(gè)模型,我們可以測量一些有代表性的特征量。值得注意的是U0(s)好比一個(gè)基準時(shí)鐘,是有相位的,但U0(s)和U(s)的相位必然相差0度或180度,具體原因筆者尚不清楚。若電路的輸出電壓無(wú)鑒相功能,如峰峰值、有效值、整流濾波輸出值等只有正值,1.1的模型不需擔心該問(wèn)題,因為小車(chē)行進(jìn)過(guò)程中U0(s)和U(s)始終同相,1.2則需通過(guò)其他算法判斷導線(xiàn)在小車(chē)的左還是右,γ是正還是負,1.3也無(wú)法判斷跡線(xiàn)在左還是右。
兩個(gè)結論
以上推導是建立在無(wú)限長(cháng)直導線(xiàn)的基礎上的,但賽道是任意形狀的,且電感會(huì )隨著(zhù)小車(chē)擺動(dòng),在這種情況下,上述幾個(gè)數學(xué)模型是否還能適用呢?請看以下兩個(gè)結論。
結論一:有限長(cháng)直導線(xiàn)的K也是常數,故對于有限長(cháng)直導線(xiàn)的循跡,仍可使用上述模型,當然精度會(huì )有所下降。對于任意形狀的導線(xiàn),導線(xiàn)可看作無(wú)數段有限長(cháng)直導線(xiàn)的疊加[5],所以可以使用上述模型。
結論二:對于任意放置的電感,從導線(xiàn)電流到電路輸出電壓之間的傳遞函數,只有K不同,其他部分是一樣的。所以小車(chē)行進(jìn)過(guò)程中即使有搖擺,仍可使用上述模型。
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