磁気浮上系モデルにおける制御器(コントローラー)の設計について質問です

質問

磁気浮上系モデルにおける制御器(コントローラー)の設計について質問です！(+Matlabもお分かりなら！)
すごく困ってますので、できるだけ早い回答であると尚助かります！

磁気浮上制御装置に関する文献を読んだのですが、良くわからないところが数点ありますのでお分かりになれば教えて頂きたいです。
→問題の文献　http://www.ehdo.go.jp/shizuoka/hamamatsu/about/kiyou/pdf/kiyou16/kiyou16_2_05.pdf

簡単に要約すると、コイルに流す電流(電圧)を制御することで、これと鉄球の距離を電磁力により安定させるというものです。装置全体の機構としては、レーザー変位センサーによってコイル-鉄球のギャップを測定し、この値を元に必要なフィードバックの電流を算出し、アンプから実際にコイルに流すというものです。

ここで分からないのは『距離情報を、どうやって電流情報に変換しているのか』です。コントローラーがこれを行っているかと思うのですが、例えば文献図5のレギュレーターの設計ですが、位置情報であるxに比例ゲインkをかけて入力u(=-kx)としていますが、いわゆるメートル情報であるxに比例定数をかけたところで、それそのままは実際に印加する電流Vまたは電流A足り得ないように思えます。
これはコントローラーに置いてどのような処理を行っているのでしょうか？？？？(それからコイルの回路方程式E=Ri+L(di/dt)などは何故モデルにないのでしょうか？))

それから、Matlabについてですが、例えば図8のような状態空間表現のマトリックスを使って表したブロック線図が描けた場合、どうすれば図9のようなシミュレーションができるのでしょうか?　Matlabはそうとうな初心者なので、できるだけ丁寧な説明だとありがたいです！

制御理論は、今現在勉強中なので、分かりやすい言葉をつかって頂ければと思います。
よろしくおねがいします！！！

回答No.2

ICE_FALCON · ベストアンサー

3-2でどれだけの電流をかければどの位置に行くのか実験しています。すべてはこれが元になっています。
なので、
> (それからコイルの回路方程式E=Ri+L(di/dt)などは何故モデルにないのでしょうか？)
はブラックボックスなります。実験でわかっているんだから考えなくてもできるということです。
で、この実験の装置をそのまま制御にも使うので、単純にマイコンでゲインを設定すれば動くとうことです。

Matlabでsimlinkで組んだ後、ステップ入力を入力すれば、そのまま表示できます。
ステップ入力するブロックや表示するブロックもsimlinkにはあります。

回答No.1

foobar

コイルの回路方程式がモデルに現れない。
これは、操作量としてコイルの電流i(t)を使っているからです。
(コイルの電圧がどんな値になるかは関知しない。）

位置の偏差に定数をかけて電流になっている。
これは、定数が[A/m]の次元を持っていると考えれば、特に矛盾はないかと思います。

Matlabだと、多入力多出力のブロックとして状態方程式を取り込めば、処理できそうに思います。