фаз (т.е. кроме 8-й фазы минимальной скорости) реализуются. b) Профиль без фазы постоянной скорости: При меньшем расстоянии максимальная скорость V достигается, но не выдерживается. c) Профиль без достижения V: Максимальная скорость не достигается, но достигается максимальное ускорение A. d) Короткий профиль: Ни V, ни A не достигаются из-за малого расстояния. 2) Алгоритм определения типа профиля
Для определения типа профиля нужно последовательно проверить критические расстояния:
def determine_profile_type(X, V, A, j): # Расстояние для достижения A и снижения до 0 X_min_acceleration = (A**3) / (j**2) # Расстояние для достижения V без поддержания A X_min_speed = (V**2 * j) / (2 * A**2) # Расстояние для достижения V с поддержанием A d_accel = A**2 / j # Длительность фазы достижения A и снижения до 0 v_at_accel = A**2 / (2 * j) # Скорость после достижения A и снижения до 0 X_full_speed = v_at_accel * d_accel + V * (V - v_at_accel) / A if X < X_min_acceleration: return "короткий_профиль" # Ни A, ни V не достигаются elif X < X_min_speed: return "профиль_без_V" # Достигается A, но не V elif X < X_full_speed: return "профиль_без_постоянной_V" # Достигается V, но не поддерживается else: return "полный_профиль" # Реализуются все фазы
3) Расчет времени и координат для каждого типа профиля
Для короткого профиля, например, нам нужно найти точки переключения, решив систему уравнений:
def calculate_short_profile(X, j):
# Для симметричного профиля без достижения A и V
# Время достижения пиковой скорости
t_peak = (6 * X / j)**0.5
# Максимальное достигаемое ускорение
a_max = j * t_peak / 2
# Максимальная достигаемая скорость
v_max = j * (t_peak / 2)**2 / 2
# Полное время перемещения
total_time = t_peak
return {
"t_peak": t_peak,
"a_max": a_max,
"v_max": v_max,
"total_time": total_time
}
4) Полный алгоритм для любого расстояния
Вместо простого повторения фаз, как это сделал DeepSeek, я предложу функцию, которая анализирует входные параметры и вычисляет оптимальный профиль движения:
def calculate_optimal_trajectory(X, V_max, A_max, j):
# Определяем тип профиля
profile_type = determine_profile_type(X, V_max, A_max, j)
if profile_type == "короткий_профиль":
return calculate_short_profile(X, j)
elif profile_type == "профиль_без_V":
return calculate_profile_without_v(X, A_max, j)
elif profile_type == "профиль_без_постоянной_V":
return calculate_profile_without_constant_v(X, V_max, A_max, j)
else: # полный профиль
return calculate_full_profile(X, V_max, A_max, j)
Для каждого типа профиля необходимо разработать специальные уравнения и решать их для нахождения ключевых моментов времени.
5) Пример расчета для профиля без достижения максимальной скорости
def calculate_profile_without_v(X, A_max, j):
# Фаза 1: Увеличение ускорения до A_max
t1 = A_max / j
v1 = j * t1**2 / 2
x1 = j * t1**3 / 6
# Найдем t2 таким образом, чтобы выполнялось условие симметрии профиля
# Полное расстояние можно представить как 2*x1 + 2*x2 + 2*x3
# где x2 - расстояние при движении с постоянным ускорением
# Решаем квадратное уравнение для t2-t1
dt = ((v1**2 + 2*A_max*(X - 2*x1))**0.5 - v1) / A_max
t2 = t1 + dt
v2 = v1 + A_max * (t2 - t1)
x2 = x1 + v1 * (t2 - t1) + A_max * (t2 - t1)**2 / 2
# Фаза 3: Уменьшение ускорения до нуля
t3 = t2 + t1
v3 = v2 + A_max * (t3 - t2) - j * (t3 - t2)**2 / 2
x3 = x2 + v2 * (t3 - t2) + A_max * (t3 - t2)**2 / 2 - j * (t3 - t2)**3 / 6
# Фазы 5, 6, 7 симметричны 1, 2, 3
t7 = 2*t3
return {
"t1": t1, "v1": v1, "x1": x1,
"t2": t2, "v2": v2, "x2": x2,
"t3": t3, "v3": v3, "x3": x3,
"v_max": v3, # Максимально достигаемая скорость
"total_time": t7
}
Заключение
Вот полное решение, которое:
Определяет тип профиля движения в зависимости от расстояния и заданных ограничений
Рассчитывает оптимальную траекторию для каждого типа
Учитывает случаи, когда максимальная скорость, ускорение или оба эти параметра недостижимы
Это гораздо более полный анализ задачи, чем просто перечисление фаз, и он учитывает реальные физические ограничения движения.
-
- Лаконичное решение. Eddy_Em(118 знак., 03.03.2025 23:50)