【ロボコンに最適】PD制御を使ったらライントレースロボットが驚きの滑らかさに！【PID制御】
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- Опубликовано: 5 мар 2020
- プログラミング教材BeautoRoverARMをPD制御を用いてライントレースさせてみました。
動画で使用したプログラムは下記ブログに掲載しています。
vstone.co.jp/robotshop/blog/a...
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動画をご覧いただきありがとうございます！
ライントレース ロボット 赤外線 お楽しみいただけたでしょうか。
今後もロボットの動画をUPしていく予定ですので沢山のコメントお待ちしております！
I制御入れないんですか？
@@TrFusion なるほど！！ 分かりやすい説明ありがとうございまあす。
コメント消えてしまってるみたいですが、なんでI制御入れないか教えていただけますか？👀
@@ph4746 消した人が何を言っていたかどうかは分からないんですけど、自分の考えを書きます
理論的には、ライントレース等の目標値に追従させるサーボ系に関しては、内部モデル原理から見ても定常誤差をなくすために積分器の導入(I制御)が必要です。
しかし、この動画のようなアクチュエータ出力に対して負荷が小さいモデルを用いていて、かつ目標値が常に変化するような状況においては、積分項がハンチングの原因となってその影響で積分項がさらに累積して最終的に発散してしまう、すなわち制御によって不安定化されてしまう現象が起きやすいです。そのため、基本的にはIゲインを小さくする必要がありますが、制御的なメリットがそこまで無いにもかかわらず、アクチュエータ故障の際など暴走のリスクが高いというデメリットがあるため、結果的にI制御は捨ててPD制御で十分という形に落ち着く場合が多いです。
余談ですが、もしバッテリー電圧を高くしたり、出力が十分であればモーターの減速比を低くしたりして高速化する場合においては単純なPD制御では安定化が難しい場合があります。赤外線センサの値段にもよりますが、誤差が小さい場合でも高速化することで高周波となりD制御部分が暴走してしまう場合があるので、時定数が低い一次遅れなどのローパスフィルタ―が必要になったり、直線走行時に通常よりも速度を上げる場合はジャイロセンサ等の補助が必要になったり等、制御的には複雑になっていきます。個人的に、複数のセンサーが載っていて全体的に制御したり、目標値の切り替え等においてゲインスケジューリング等を行ったりなど、制御的に難易度が上がったり制御対象と付き合いが長くなる場合は現代制御で行った方が楽だと思いますが、ライントレースをきっかけとして制御について学んだり、簡単なモデルについて早く実装したいときなどはPID等の古典制御理論はとても便利なので、今回のようなPD制御などもゲイン調整の勉強になっていいと思います。
Which microcontroller used
It's our product VS-WRC103LV.
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