对运动学的一些新认识

对于运动学，本人认为可以分成两个部分：

1:自然运动学（本人暂时起的名称）

在这里讲的“自然运动学”就是中学物理所教授的运动学，典型的运动学公式：V = V0 * t + a*t ；S = V0 * t + (a * t^2) / 2 。相关的动力学方程： F = m * a 。

2：受控运动学（本人暂时起的名字称）他是人工智能的基础。

与自然运动学相比较，自然运动学在物体运动的最终时刻，不知道物体的最终运动速度和最终位移量。例如：风吹纸片的运动，宇宙天体的运动等等。受控运动学与自然运动学不同，物体最终时刻的运动速度和位移量是受人的意识控制的，是明确的。例如：工业机器人的运动，各种数控机床的运动等等。描述受控运动学公式和参数，除了包括描述自然运动学的公式和参数外，在这里增加参数：受控位移精度（本人暂时起的名称），此参数的意义由增量式光电编码器的线数来体现（Xs）。以及受控位移精度与自然运动学运动速度V和位移量S等之间的关系。

下面主要论述位移控制精度与受控速度及受控位移之间的关系：

实验环境及条件：

计量设备采用增量式光电编码器，具有A，B两相，两相相位相差90度的输出。编码器输出轴，刚性连接1模齿轮，齿轮以分度圆在齿条上滚动，采用齿轮错齿法保障，齿轮与齿条无间隙啮合。增量式光电编码器的作用：将直线运动转换成圆周运动，从而计数。

增量式光电编码器与受控位移平台刚性连接，受控位移平台由交流伺服电机驱动，做直线运动，在这里，交流伺服电机作为动力驱动了位移平台，同时也驱动了编码器，光电编码器对位移平台进行时时监测。

位移运动平台最大直线运动速度用Vmax来表示。

Vmax /（2*PI*r）= Qs 编码器每秒旋转的圈数（Qs）。其中：PI为圆周率，r为齿轮的分度圆半径。

Qs * 编码器线数（Xs）= f 编码器在最大速度下一秒钟产生的脉冲数既频率（f）。

1/ f = T 一个脉冲的时间周期（T）。

T/4 = (PI * r) / ( 2 * Xs *Vmax )

T1/4 = 是体现本人发明的装置临界极限特征值，这个特征值用H表示。

得出公式：Xs * Vmax = （PI * r）/ （2 * H）

其中参数：（Xs）---编码器线数，（Vmax）---位移运动平台最大直线运动速度，（PI）---为圆周率，（r）---齿轮的分度圆半径，（H）---本人发明的装置临界极限特征值。

PI为常数，齿轮选定后r也为常数，本人发明的装置确定后H也为常数。因此Xs 和Vmax成反比关系。位移控制精度越高，受控移动平台的最高速度越低，反之：位移控制精度越低，受控移动平台的最高速度越高。

与位移之间的关系：时间速度曲线构建的面积就是位移量。对于位移量和速度的控制是本人发明的另外一套完成的，在这里不过多论述。

在实际工程应用中，需要完成许多辅助的补充方可达到要求的精

补充说明:公式里Xs(线数)没有量纲，Vmax(最大速度)量纲m/s(米/秒)，PI是圆周率，是常数，无量纲，r为分度圆半径，量纲m(米)，所以H的量纲为s(秒)，是时间。按照单核CPU主频5G来计算，时间周期0.2ns(纳秒),所以，H的量级为0.2ns(纳秒)级别的，所以控制精度能到什么程度，可由我总结的公式计算得出。

到这里，综合我前面所讲述的内容，内行的人士应该可以看明白并且得出结论:对于运动物体位移精度控制的本质:不是什么减速机不行，不是什么传动结构不行，不是柔性轮如何运动摩擦消耗，不是什么材料不行，不是什么材料淬火于不淬火的加工工艺不行等等已经神话的原因，真正决定位移控制精度的是时间，也就是单核CPU的速度，这个速度的极限是光速。

到达光速，电子计算机是不可能了，现在不是出现了量子计算机吗！虽然我不懂量子计算机，但是我知道一些量子纠缠效应的概念，量子计算机应该基于量子纠缠效应吧，后续我将接着探讨。