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倒立振り子

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この章では,倒立振り子の完全なシステムモデルについて述べる.

このチュートリアルに使用されているモデル
InvertedPendulum

倒立振り子

古典的な工学問題の一つに,倒立振り子を制御するというものがある.振り子系は電気モーター,ギア,カートに取り付けられた振り子で構成される.カートの位置は,LQ(線形二次)設計のコントローラを使って制御される.コントローラの最優先事項は,振り子が直立位置を保つようにすることである.

1.gif

振り子のための制御信号

振り子を制御するために,カートの位置xと振り子の角度 ϕ を測定する.カートの動きはフランジの入力を使って力Fで制御される.

系のシミュレーションを20秒行い,アニメーションウィンドウで結果を見る.下の図は,パルス参照信号(referenceType = 2)を使ったアニメーションの11.3秒の時点である.

2.gif

振り子系のアニメーション

カートの位置はreferenceTypeパラメータで変更できる.タイムテーブルオプション(referenceType = 3)を使うと,任意の信号を作ることができる.コントローラからの最大出力信号(controller.uMax)や振り子の長さ(pendulum.l_pendulum)を制限する等,系のいろいろなパラメータを変更してみて,何が起るかを観察されたい.

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