Glossaire des commandes
- bang-bang control
A very simple, no-tuning-required closed-loop control technique. It simply « turns on » the control effort when the process variable is too small, and « turns off » the control effort when the process variable is too big. It works well in some cases, but not all. See « Bang-bang » control on Wikipedia for more info.
- Cartesian coordinate system
A set of points in space where each point is described by a set of numbers, indicating its coordinates within that space. These coordinates are an expression of the orthogonal distance of each point from a set of fixed, orthogonal axes (IE, a « rectangular » system). 2-dimension and 3-dimension spaces are most common in FRC (and likely what was learned in algebra 1), but any number of dimensions is theoretically possible. See Cartesian coordinate system on Wikipedia for more info.
- churning losses
Complex friction-like forces arising from the fact that when gears and bearings rotate, they must displace liquid lubricant. This reduces the efficiency of rotating mechanisms.
- control signal
The driving signal sent to a plant by a controller, usually quantified as a voltage.
- Effort de contrôle
- la loi de commande
Une formule mathématique qui génère des entrées pour conduire un Système vers un état, étant donné l’état courant. Un exemple courant est la loi de contrôle \(\mathbf{u} = \mathbf{K(r - x)}\)
- manette
Utilisé en position ou rétroaction négative avec l’ Usine pour amener un état du système souhaité en forçant la différence entre le signal de Référence et la Sortie vers zéro.
- convolution
A mathematical operation that calculates a weighted moving average of one function, with the weights assigned by a second function. A common way to « filter » sensor input is to apply a convolution to it, using a carefully-chosen filtering function. See convolution. on Wikipedia for more info.
- counter-electromotive force
A voltage generated in a spinning motor. The voltage is a result of the fact that has a coil of wire rotating near a magnet. See Counter-electromotive_force on Wikipedia for more info.
- current
The flow of electrons through a conductor. Current is described with a unit of « Amps » (or simply « A »), and is measured at a single point in a circuit. One amp is equal to \(6241509074000000000\) electrons moving past the measurement point in one second.
- dynamique
Une branche de la physique concernée par le mouvement des corps sous l’action des forces. Dans le contrôle moderne, les systèmes évoluent en fonction de leur dynamique.
- derivative
A mathematical operation which evaluates the « rate-of-change » of a function at a given point. See derivative on Wikipedia for more info.
- Erreur
- exponential search
An iterative process of finding a specific value within a wide search range by applying a multiplicative factor to the search value. See exponential search on Wikipedia for more info.
- exponential smoothing
A very common way to implement a simple low-pass filter, using an exponential window function in a convolution with an input signal. The convolution operation simplifies down to a very simple set of math operations on the current input and previous output. See exponential smoothing on Wikipedia for more info.
- le gain
A scalar value that relates the magnitude of an input signal to the magnitude of an output signal. For example,
gaininoutput = gain * input. A gain greater than one would amplify an input signal, while a gain less than one would dampen an input signal. A negative gain would negate the input signal.- Gaussian distribution
A special mathematical function that describes distributions of averages. The graph of a Gaussian function is a « bell curve » shape. This function is described by its mean (the location of the « peak » of the bell curve) and variance (a measure of how « spread out » the bell curve is). See Gaussian distribution on Wikipedia for more info.
- gradient
The derivative, but applied to a function with multiple inputs. As a result, the output is both the magnitude of the rate of change, and the vector direction along which it occurs.
Un état qui ne peut pas être mesuré directement, mais dont la dynamique peut être liée à d’autres états.
- Entrée
Une entrée pour Usine (d’où le nom) qui peut être utilisée pour changer l’état de Usine.
Ex. Un volant d’inertie aura 1 entrée: la tension du moteur qui l’entraîne.
Ex. Un groupe motopropulseur peut avoir 2 entrées: les tensions des moteurs gauche et droit.
Les entrées sont souvent représentées par la variable \(\mathbf{u}\), un vecteur de colonne avec une entrée par:term:Entrées au Système.
- least-squares regression
A curve-fitting technique which picks a curve to minimizes the square of the error between the fitted curve, and the actual measured data. See ordinary least-squares regression on Wikipedia for more info.
- LQR
Linear-Quadratic Regulator - A feedback control scheme which seeks to operate a system in a « most optimal » or « lowest cost » manner, in the sense of minimizing the square of some « cost function » that represents a combination of system error and control effort. This requires an accurate mathematical model of the system being controlled, and function describing the « cost » of any given system state. See LQR on Wikipedia for more info.
- la mesure
Les mesures sont des Sorties qui sont mesurées à partir d’un procédé, ou un système physique, à l’aide de capteurs.
- Modèle
Un ensemble d’équations mathématiques qui reflète certains aspects du comportement physique d’un Système.
- Observateur
Dans la théorie du contrôle, un système qui fournit une estimation de l” état interne d’un système réel à partir de mesures des Entrées et de la Sortie du système. WPILib inclut une classe de filtre Kalman pour l’observation des systèmes linéaires, et les classes ExtendedKalmanFilter et UnscentedKalmanFilter pour les systèmes non linéaires.
- orthogonal
Having the property of being independent, or lacking mutual influence. For example, two lines are orthogonal if moving any number of units along one line causes zero displacement along the other line. In a cartesian coordinate system, orthogonal lines are often said to have 90-degree angles between each other.
- Le paramètre Output (Sortie)
Mesures des capteurs. Il peut y avoir plus de mesures que d’états. Ces sorties sont utilisées dans l’étape «correcte» des filtres de Kalman.
Ex. Un volant peut avoir une sortie d’un encodeur qui mesure sa vitesse.
Ex. Un groupe motopropulseur peut utiliser solvePNP et V-SLAM pour trouver sa position x/y/cap sur le terrain. C’est bien qu’il y ait 6 mesures (résoudrePNP x/y/cap et V-SLAM x/y/cap) et 3 états (robot x/y/cap).
Les sorties d’un Système sont souvent représentées en utilisant la variable \(\mathbf{y}\), un vecteur de colonne avec une entrée par Sortie (ou chose que nous pouvons mesurer). Par exemple, si notre Système avait des états pour la vitesse et l’accélération mais que notre capteur ne pouvait mesurer que la vitesse, notre vecteur Sortie inclurait seulement la vitesse du Système.
- phase portrait
A graph of a function’s value and its derivative as they change in time, given some initial starting conditions. They are useful for analyzing system behavior (stable/unstable operating points, limit cycles, etc.) given a certain set of parameters or starting conditions. See phase portrait on Wikipedia for more info.
- PID
Proportional-Integral-Derivative - A feedback controller which calculates a control signal from a weighted sum of the error, the rate of change of the error, and an accumulated sum of previous errors. See PID controller. on Wikipedia for more info.
- Usine
Le Système ou l’ensemble des actionneurs contrôlés.
- Variable de procédé
Le terme utilisé pour décrire la sortie de l’ Usine dans le contexte du contrôle PID.
- r-squared
A statistical measurement of how well a model predicts a set of data, representing the fraction of the observed variation in the independent variable that is accurately predicted by the model. The value typically runs from 0.0 (a terrible fit, equivalent to just guessing the average value of your independent variable) to 1.0 (a perfect fit). See Coefficient_of_determination on Wikipedia for more info.
- Référence
L’état souhaité. Cette valeur est utilisée comme point de référence pour le calcul d’erreur d’un contrôleur.
- Temps de montée
Le temps qu’un Système prend pour atteindre initialement la Référence après avoir appliqué une Impulsion d’entrée.
- RMSE
Root Mean Squared Error - Statistical measurement of how well a curve is fit to a set of data. It is calculated as the square root of the average (mean) of the squares of all the errors between the actual sample and the curve fit. It has units of the original input data. See Root Mean Squared Error on Wikipedia for more info.
- Point de consigne
Le terme utilisé pour décrire la Référence d’un contrôleur PID.
- Temps de stabilisation
Le temps qu’un Système prend pour se stabiliser au point de Référence après l’application d’une Impulsion d’entrée.
- signum function
A non-continuous function that expresses the « sign » of its input. It is equal to -1 for all negative input numbers, 0 for an input of 0, and 1 for all positive input numbers. See signum function, on Wikipedia for more info.
- état
Une caractéristique d’un Système (par exemple, la vitesse) qui peut être utilisée pour déterminer le comportement futur du Système. Dans la notation d’espace d’états, l’état d’un système est écrit sous la forme d’un vecteur de colonne décrivant sa position dans l’espace d’états.
Ex. Un système de transmission peut avoir les états \(\ begin {bmatrix} x \\ y \\ \ theta \ end {bmatrix}\) pour décrire sa position sur le terrain.
Ex. Un système d’ascenseur peut avoir les états \(\ begin {bmatrix} \ text {position} \\ \ text {vitesse} \ end {bmatrix}\) pour décrire sa hauteur et sa vitesse actuelles.
L’état du Système est souvent représenté par la variable \(\mathbf{x}\), un vecteur de colonne avec une entrée par :terme:`état`.
- statistically robust
The property of a data processing algorithm which makes it resilient to a noisy or outlier-prone data set. Designing statistically robust algorithms on robots is important because real-world sensor data can often be unpredictable, but unexpected robot behavior is never desirable. See Robust Statistics on Wikipedia for more info.
- Erreur régime permanant
- Impulsion d’entrée
Une Entrée de Système prenant la forme \(0\) pour \(t <0\) et une constante supérieure à \(0\) pour \(t \geq 0\). Une impulsion d’entrée qui a pour valeur \(1\) pour \(t \geq 0\) est appelée une impulsion d’entrée unitaire.
- Réponse d’impulsion
La réponse du Système à une Impulsion d’entrée.
- Système
Un terme englobant l’ Usine et son intéraction avec le Contrôleur et l’ Observateur, qui est traité comme une seule entité. Mathématiquement parlant, un Système mappe les Entrées aux Sorties via une combinaison linéaire d’ États.
- l’identification du système
Le processus de capture d’un systèmes dynamique dans un modèle mathématique à l’aide de données mesurées. La suite d’outils SysId utilise l’identification du système pour trouver les termes kS, kV et kA.
- Réponse du système
Le comportement d’un Système dans le temps pour une Entrée donnée.
- voltage
The measurement of how much an electric field is « pushing » electrons through a circuit. It is sometimes called « Electromotive Force », or « EMF ». It is measured in units of « Volts ». It always is defined between two points in a circuit. If one electron travels between two points that have one volt of EMF between them, it will have been accelerated to the point of having \(\frac{1}{6241509074000000000}\) joules of energy.
- viscous drag
The force generated from an object moving relatively slowly through non-turbulent fluid. In this region, the force is roughly proportional to the velocity of the object. It describes the most common type of « air resistance » an FRC robot would encounter, as well as losses in a gearbox from displacing grease. See Drag (physics) on Wikipedia for more info.
- x-point
\(\dot{\mathbf{x}}\), ou x-point: la dérivée du vecteur d’état \(\mathbf{x}\). Si le système avait juste une vitesse comme état, alors \(\dot{\mathbf{x}}\) représenterait l’accélération du système.
- x-châpeau
\(\hat{\mathbf{x}}\), ou x-châpeau: l’estimation de l’état d’un système, tel qu’il serait estimé par un observateur.