倒立振り子を作りたいのですが・・・

質問

大学の制御の講義で、倒立振り子のレギュレータ制御を学び、友人と作業を分担して作成する計画を立てました。

自分：台車製作+理論設計
友人：制御回路製作

に分担しています。
大まかな方向性としては
フィードバック制御を用いて制御する。
制御回路にはPICを用いる。
制御パラメータは
　　　　台車の位置
　　　　台車の速度
　　　　振り子の角度
　　　　振り子の角速度　を用いる。
台車の設計製作はほとんど問題ありません。
制御回路は今からPICの勉強です。（コレも含めて勉強ですから^^;;）

問題はセンサをどうするかです。
今のところ、ロータリーエンコーダの吐くパルスを数えるなりして処理すれば、４つのパラメータは取得できるのではないかと考えています。

まず、この考え方が間違っていないかが一点。

それと、それぐらいの分解能（1000P/Rや角度なら0.3°位置なら5mmみたいな・・・）
を用意すれば十分でしょうか？

参考URLは購入先として考えているサイトです。
良い参考文献などがありましたら教えていただけるとありがたいです。

よろしくお願いします。

振り子の角度検出については、ロータリーエンコーダを用いるのではなく、
ポテンショメータの出力をA/D変換して用いる方式に計画を変更してみました。。
位置検出用のロータリーエンコーダは300P/Rのものを買いました。

http://revos.jp/sensor.html

回答No.3

noname#230359

はるかはるか昔，作ったことがあります．当時はMatLabとDSPでコントローラを構成しました．その後，H8/3048でも制御可能なことを確認しました．懐かしくて思わず反応です．
講義で，ということなので，おそらく現代制御理論を適用と思います．オブザーバのことは習ったと思います．オブザーバを構成するに必要な条件を満たしたセンサーとその応答をもった回路を設計しなければなりません．なので，答えはあなた自身がわかっているはずなのですが・・・．
答えにはなってませんね，がんばってください．

お礼

現代制御理論を用いるつもりです。
というか、これしか制御理論しりませんから（笑）

講義では理論のみで、現実への適用方法の説明は全くありませんでした。
この計画には、手探りながらも現実への適用を経験するためでもあります。

回答No.2

noname#230359

ご参考までに！
倒立振子はファジー制御の学習に最適のモデルです。
十数年前の山本電機工業（株）のファジー制御開発啓蒙に発します。幾つかの経路の市販なる物は多くは当
該社からの分派なるものです。
商売抜きにしての支援なるかは不明なるも、まずは相談一報如何でしょうか？
E-mail: info@ydic.co.jp
担当　： 営業部長 吉田　治

参考URL：

http://www.ydic.co.jp

回答No.1

noname#230359

面白そうなテーマなので、投稿させてください。
あまり参考にならないか・・

・以前、一輪車のおもちゃを作ったこと在ります。
角度検知は自作のフライホイールジャイロと
ポテンショです。ポテンショの角度信号から角速度、加速度をつくり、アナログアンプでＤＣサーボモータを制御しました。→適当に作ったので倒れまいと走っていってしまいました。

倒立振り子は市販されてもいますよね。30万ｙｅｎ程度・・

それには、台車側と振り子側にポテンショが使われているようです。

そのほか、回転ロータ（フリーロータ）による
慣性力をつかったもの、
同、回転ロータをジャイロとして使い、傾斜角、角速度から制御するもの
多種多様なことやられているようです。

質問の答えになっていません。ごめんなさい。

それから、パルスを数えて回転角度、レートで角速度を求めることは、問題なくできると思います。

お礼

早速の返答ありがとうございました。
倒立振り子は制御工学の分野で、非常にオーソドックスな研究対象にあるとは聞いていました。改めてさまざまな方式があるのだと実感しました。