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第268章 教材也很为难72k（第2页）

傅明一愣，隨即摇头。“月尘的影响已经考虑在內了。我们设计的关节有防尘罩，而且机器人腿部也安装了静电除尘装置。它在进入工作区前，就已经完成了全身除尘。”

“那好，我们重新审视一下数据。”周宇调出机器人的imu数据流，以及关节电机反馈的扭矩数据。

“傅教授，你看，这是最后几秒的数据。所有的关节扭矩在瞬间飆升到极限值，然后全部归零，热成像显示，电机完全没有过载发热。这说明实际的机械阻力並没有让电机真正出力。”

“这怎么可能？扭矩数据难道是假的？”傅明难以置信。

“不，数据是真的，它可能不是我们通常理解的扭矩。”周宇走到白板前，拿起笔，开始画图。

“我们设想一下，如果这个扭矩不是由机械阻力直接產生的，而是由某种错误的控制算法反馈呢？”

周宇在白板上画出“夸父”机器人的关节结构图，每一个关节都有三个自由度，由三个独立的电机驱动。

“傅教授，你在设计这个装配序列时，是不是为了提高效率，使用了多轴並行运动控制？”

“没错。”傅明点头。“单轴运动太慢了，而且容易引起姿態偏移。我设计了多轴联动，让每个关节的三个电机同时协同工作，以確保平稳和精准。”

“问题就在这里。”周宇用笔重重地圈出关节內部的一个压电陶瓷传感器。“为了实现高精度的姿態控制，你在这个关节中集成了压电陶瓷应变传感器，它可以在微小形变时產生电压，从而反馈给控制系统，用於姿態解算和力矩校正，对吗？”

“对啊，这是行业標准，也是为了確保精准度。”傅明疑惑不解。

“这当然是標准，但它在月球环境下，可能被一个我们忽略的因素影响了。”周宇將目光投向视频中的那个颤动的卡扣。“你还记得这个细节吗？它在卡扣接触时颤抖了一下。这个动作，可能在月球上，引发了我们预料之外的连锁反应。”

“什么连锁反应？”傅明的眼神中充满探究。

“你设计的装配序列，是让卡扣在对接时，通过微小的高频震动来消除摩擦力，从而確保顺利插入，对吧？”周宇问道。

傅明眼晴一亮：“没错！这种微振动辅助对齐技术，可以大幅提高装配成功率。在地球上，它已经经过了无数次测试。”

“这里是月球。”周宇的声音变得严肃起来。“地球上的微振动，在空气中会迅速衰减，別忘了，月球是高真空环境。”

傅明脸色骤变，他似乎已经明白了什么。

周宇继续解释道：“在月球的高真空环境下，你施加在卡扣上的微振动，並不会像在地球上有空气阻尼，反而会以极高的效率向周围结构传导。更要命的是，月球的低重力，意味著你施加的振动频率和能量，会通过机器人八只机械腿的复杂结构共振，被放大和扩散。”

“等一下，你说的是结构共振？”傅明喃喃自语。

“是的，不是普通的结构共振。”周宇在白板上画出更复杂的数学模型。“在地球上，空气阻尼和重力作用，会使机械臂的固有频率处於一个稳定的范围內。”

“但是月球的低重力环境，使得整个机器人的结构谐振频率发生了显著变化，你施加的微振动，其频率可能正好落在某个关键关节的固有频率上，或者更糟的是，它与多个关节的谐波频率重叠了！”

“这这不可能啊，我们模擬过所有情况！”

“你们模擬的是单一振动源，你有没有想过，当八只腿都在不同姿態，同时进行微调时，每个关节的压电陶瓷传感器，可能会因为这种多源结构共振，而產生偽信號？”

周宇继续在白板上写下公式：“当八只腿的结构共振频率相互叠加，它们產生的谐波信號，可能会被压电陶瓷传感器接收。这些传感器会產生一个虚假的应变电压。”

“这个电压信號，会被机器人內部的姿態解算模块误认为是来自外部的巨大阻力。”

“等等—”傅明瞪大了眼睛。“你是说，我的程序认为机器人被卡住了？”

“没错！”周宇欣慰地看著对方，终於听懂了。

“你的程序，为了防止机械结构在卡死时受损，设计了一个紧急自锁机制，一旦姿態解算模块反馈回来的数据，显示有某个方向的阻力超过了设定閾值，它就会立刻锁定所有电机，以防止进一步的结构损坏。”

“这就是为什么扭矩数据瞬间飆升到上限，电机却没有真正发热的原因，这个数据不是实际的物理扭矩，而是控制系统根据虚假应变信號计算出的虚擬扭矩。”

“所以-机器人其实並没有卡死，它只是被自己发出的结构共振偽信號欺骗了，以为自己卡死了，然后触发了自锁机制？”

“是的。”周宇肯定地回答。

“这就是为什么热成像显示电机是冷的，因为它们根本就没有发力。这就是为什么imu数据有微小的、无规律的抖动一一这是结构共振的残余能量在机器人內部传递，被imu

的惯性传感器捕捉到了。”

“它不是机械故障，而是控制系统被环境和自身设计叠加效应误导的结果。”