초등학생은 로봇 프로그래밍을 어떻게 시작하나요?

공학 분야의 경우, 연습 없이 배우는 것은 피상적입니다. 특히 경험을 강조하는 제어 기술의 경우 더욱 그렇습니다. 프로그래머에게 기술을 배우는 방법을 묻는다면 그는 확실히 더 프로그래밍하라고 말할 것입니다. 로봇공학 분야도 마찬가지다. 기본 기술의 탄탄한 기초를 쌓고 싶다면 연습이 더욱 중요합니다.

일반 학생들이 시작하기에 적합한 로봇 플랫폼 + 실험용 초급 제어 알고리즘입니다. 동시에 해당 이론적 지식을 깊이있게 연구하십시오. 제어에 대한 기초가 있고 지금 배우고 적용해야 하는 작업자의 경우 "현대 제어 공학"과 같은 책을 읽고 작업하면서 실습하고 다음 플랫폼 콘텐츠를 직접 건너뛸 수 있습니다. 플랫폼 선택과 해당 학습 튜토리얼에 대해서는 큰 그림이 초점을 흐트러뜨리는 것을 방지하기 위해 마지막에 넣었습니다.

먼저 로봇을 통한 제어에 대해 이야기해보겠습니다. 제어 시스템을 설계하려면 입력, 출력, 제어 구성 요소 및 알고리즘을 이해해야 합니다. 간단한 로봇 시스템에서 해당 원래 구성 요소는 다음과 같습니다.

입력 --- 센서(소나, 적외선, 카메라, 자이로스코프, 가속도계, 나침반)

제어 구성 요소 --- 모터

제어 알고리즘 --- 제어 보드(마이크로컨트롤러만큼 작거나 마이크로컴퓨터만큼 크다)

출력 --- 제어 목표(예: 로봇 경로 추적)

이 네 가지 측면을 이해하고 나면 기본적으로 로봇 제어에 대해 좀 더 지각적으로 이해할 수 있습니다. 이것이 시작하기 위한 기초입니다. 모터를 사용하여 바퀴의 속도를 10에서 100으로 가속하는 것과 같이 입력과 출력을 측정하고 이 측정값을 그리는 경우 이것이 응답 곡선입니다. 모터를 10에서 100까지 정확하고 빠르게 가속하려면 간단한 피드백 컨트롤러가 필요합니다.

위에서 언급한 각 센서 구성 요소에는 구매하고 연구할 수 있는 저렴한 버전이 있지만, 이들이 소개하는 문제는 소음 등 부정확하다는 점입니다. 이 소음을 제거하려면 제어 시스템에 더 많은 제어 장치를 도입하여 필터 장치를 추가하는 등 이 소음을 제거해야 합니다.

이론과 알고리즘에는 적용 배경이 있다는 점을 표현하고 싶지만 동시에 일시적으로 적용할 수 없는 일부 알고리즘을 배우면 시작하는 데 도움이 되지 않고 길을 잃을 수도 있습니다. 느낌이 복잡할수록 좋습니다. 모든 엔지니어링 실무자는 특정 알고리즘이 매우 훌륭하다고 말하지만 고전적인 알고리즘은 PID입니다. PID 시스템을 직접 설계하지 않으면 그 매력을 제대로 감상하지 못할 것 같습니다. 저의 학부 제어 과정에는 자동 제어 이론과 현대 제어 이론이 포함되어 있었지만, 로봇 제어에 대한 진정한 이해를 확립한 것은 쿼드콥터 드론을 설계하고 나서였습니다.

추천도서 『현대제어공학』은 이론적 지식과 치밀한 학습이 필요한 아주 고전적인 전문서적이다. 내 제안은 먼저 플레이하고, 필요할 때까지 플레이하고, 이론의 이 부분을 진지하게 연구하는 것입니다.

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로봇 플랫폼을 추천합니다. 핵심에는 모션 제어가 포함됩니다.

Arduino 기반 로봇 플랫폼은 가장 인기 있는 플랫폼입니다. 이는 오픈 소스 커뮤니티로, 로봇에 대한 간단한 설계 및 제어 알고리즘 구현을 Google에서 얻을 수 있습니다. 아두이노 제어보드와 각종 단순 센서를 포함한 타오바오 아두이노 로봇은 단 몇백 위안에 구입할 수 있다.

아두이노 기반으로도 이수할 수 있는 Udacity의 로봇공학 강좌도 추천합니다. 일부 외국 로봇공학 강좌에서는 실험 플랫폼(약간 풍부한 버전)으로 LEGO Mindstorm을 사용합니다. 레고에는 적외선, 소나, 자이로스코프 센서가 있으며 모터는 폐쇄 루프 제어도 가능합니다.

Imperial College London의 로봇 공학 과정은 레고를 실험 플랫폼으로 사용합니다. Andrew Davison의 코스웨어에 포함된 모든 이론은 Andrew Davison: Robotics Course를 사용하여 구현할 수 있습니다.

이 모든 것에 지쳤다면 쿼드콥터와 같은 로봇 비행을 제어해 볼 수 있습니다. 항공기는 6자유도로 제어되기 때문에 자동차보다 까다로우며 보다 정밀한 제어 시스템이 필요합니다. 아래는 Arduino MultiWii를 기반으로 한 이전 쿼드콥터 DIY입니다. 여전히 타오바오 쿼드콥터입니다.

MultiWii는 Arduino 기반의 오픈 소스 비행 제어 플랫폼입니다. 모든 C 코드는 10,000~20,000줄을 넘지 않습니다. 이 모든 것을 꼼꼼히 공부하면 이미 전문가 수준이다.

위 내용을 로봇홈에서 봤는데 채택해 주시길 바랍니다 감사합니다