アクティブ制御のセンサ選びについて

質問

ある物体に外乱(力)が加わった時、元の位置に戻そうとするためにアクティブ制御を考えているのですが、この時に使うセンサは位置センサ、速度センサ、加速度センサのどれが最も適しているでしょうか？

回答No.3

noname#230359

理屈からいえば、位置センサを使えるのならば位置センサがいいと思います。

加速度から速度や位置を求めるには、加速度を積分するのですが、積分定数
という自由度がついてくるので、数値を確定させるには加速度以外の初期条
件をあたえてやる必要があります。
（この話は、＃１さんがご指摘の内容と表現が異なりますが同じ意味です）

位置が分かれば、微分演算で速度、加速度は求められ、積分演算のような
不確定要素は出てきません。

機械のテーブル位置制御のような場合は、位置センサを付けることが可能で
すが、WIIリモコンのような場合は、位置センサが付けられないので加速度
センサを基本として、複合的な情報処理で課題に対処しているのでしょう。

もう少し限定的な状況を考えたとき、
ご検討なさっているアクティブ制御において、絶対的な位置精度が必要なら
ば位置センサを使うことが順当、元の位置に戻そうとするための反力を制御
する目的なら加速度センサといった使い分けができそうです。

専門外なので見当はずれかもしれませんが、
制御系の応答が遅くても良いならば、位置センサだけで十分なはずです。

制御系の応答性を良くしようとする場合、ＰＩＤ制御を用いることが多い
と思います。ＰＩＤのＤは微分要素を表しますので、動きの瞬時値に対応す
るセンサ出力が必要です。ディジタル的に位置センサ情報を読み出すような
場合は、読み出しの時間間隔以下の位置情報を得ることができません。
このため、本来の微分要素に求められる応答が得られないことになります。

これに対して、加速度センサを用いれば微分情報に対応したセンサ出力を
直接得られるので、制御応答性や安定性の向上が期待できると思います。

参考URL：

http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=241960&event=QE0004

お礼

ありがとうございます。

元の位置に戻そうとするための反力を制御する目的で考えています。

その場合なぜ加速度センサなんでしょうか？

F=maよりaが必要だからという理由でしょうか?

もともと位置センサはついていて、もしアクティブ制御に位置センサだけで出来るのならいいのですが、加速度センサでやっている例が多いのでなぜかと思いまして質問させてもらいました。

ならば速度センサの方がよいという事になりますか？

回答No.2

noname#230359

センサーよりもアクチュエータは何か？
そしてその大きさは何か？（外寸と出力／推力）のほうが
重要であると思う

↓ならアクチュエータにセンサを内臓してる　＜位置センサ
http://www.iai-robot.co.jp/

↓にセンサを組み込むのは困難と思う
http://www.mess-tek.co.jp/Product/Piezo_Act/Index.htm
歪ゲージ式位置センサ内蔵式はあるみたい

お礼

ありがとうございます。

なぜ大きさやアクチュエータが大事になってくるのでしょうか？

回答No.1

noname#230359

複合でやるのがいいらしいです
Gセンサーだけだと重力なのか加速度なのかわからない

なるほどと思ったこと
http://gamez.itmedia.co.jp/games/articles/0608/02/news005_2.html

例
２Gの加速度で　落下しているのと
静止している区別がつかない

静止時　１Gの力が下向きにかかってる

物体
↓

自由落下時　打ち消しあって　０G

↑
物体
↓

２Gの加速度で落下　１Gの力が上向きのかかっている

↑
↑
物体
↓

なんだあ、そんなのわかる　と思ったら
間違い
このとき　物体から出てくる信号は　ひっくり返って
静止してるのと　同じ状態

ちなみにWIIでは　最初にユーザーが登録する
PS3では不評　振動コントローラーがすき

お礼

ありがとうございます。

ちょっと理解できなかったので参考URLで読んでみます。

すいません。