Co dělat s chybějícím vzorkem
Vzorek nedorazil. Regulátor musí něco udělat — a „počkat“ mezi možnostmi není, protože smyčka běží dál. Možnosti jsou tři a žádná z nich není správná; jde o to, která je nejmíň špatná a jak dlouho.
Tři odpovědi
| strategie | chyba po čase t | kdy je to správně |
|---|---|---|
| nula | celá hodnota + v·t | skoro nikdy — a přesto to dělá každý naivní deserializér |
| držení | v · t | když se veličina mění pomalu, nebo když je výpadek dlouhý |
| předpověď | ½ a · t² | krátké výpadky u setrvačné soustavy |
Kdy se předpověď vyplatí, a kdy přestane
Předpověď extrapoluje poslední známou rychlost. Chybuje jen o to, co se mezitím změnilo zrychlením, tedy o ½at². Držení chybuje o celý ujetý úsek, tedy o v·t. Předpověď je lepší, dokud ½at² < vt, a to je právě do času:
Pro robota jedoucího metr za sekundu se zrychlením dva metry za sekundu na druhou to je celá sekunda — tedy sto period stomilisekundové smyčky. Krátké výpadky se tedy předpovědí překlenou bezpečně. Po zlomu je ale předpověď horší než držení, a to je část, kterou nikdo neříká nahlas: extrapolace, která běží příliš dlouho, míří stále rychleji vedle.
Bezpečnostní asymetrie, která přebíjí matematiku: u pohybu k člověku je držení konzervativní (stroj se tváří, že je blíž, než je) a předpověď optimistická (tváří se, že jede dál podle plánu). Když je ve hře bezpečnost, vyhrává konzervativní omyl, i když je početně větší.
Co dělá dobře postavená smyčka
- Předpovídá první dvě až tři chybějící periody. Tam je chyba zanedbatelná a smyčka to nepozná.
- Pak přejde na držení a zpomaluje. Ne zastavení — plynulé snižování povelu k nule je mnohem šetrnější a stále bezpečné.
- Po watchdogu zastaví. A to už není strategie pro chybějící vzorek, to je bezpečnostní funkce — o té je příští kapitola.
Ta trojice je hierarchie, ne volba. Regulátor s jediným chováním pro všechny délky výpadku je špatně navržený, protože jednoprocentní výpadek a půlsekundový výpadek nemají společného nic než jméno.