• 配布するファイル等の動作保証およびテクニカルサポート,発生した損害に対する責任は負いません.

  • 2017 年 5 月 2 日に確認したところ,Simulink Support Package for LEGO MINDSTORMS NXT Hardware が利用可能な MATLAB のバージョンは,R2014a から R2016b までとなっています (R2017a 以降および R2013b 以前は利用できません).

【ハードウェア】

【ソフトウェア】



回転型倒立振子のモデリング


2 次遅れ系の特性に注目した同定 (6.4 節)

アームのパラメータ同定

 アームの P 制御を行い,行き過ぎ時間 \({T}_{\rm p}\) とオーバーシュート \({A}_{\rm max}\) から未知パラメータを同定します.




振子のパラメータ同定

 アームを固定した状態で,振子に初期角度を与えたときの自由振動を計測します.そして,自由振動の周期 \(T\) と減衰率 \(\lambda = {A}_{i+1}/{A}_{i}\) から未知パラメータを同定します.





最小二乗法による同定 (6.5 節)

アームのパラメータ同定

 アームの P 制御を行ったときの入出力データから最小二乗法により未知パラメータを同定します. この同定法では,粘性摩擦だけでなく動摩擦も考慮することができます.



振子のパラメータ同定

 アームを固定した状態で,振子に初期角度を与えたときの自由振動の入出力データから最小二乗法により未知パラメータを同定します. この同定法では,振子の重力項の非線形性も考慮することができます.



回転型クレーン/倒立振子の制御


回転型クレーンの制御

制御なし

極配置法 (7.4.2 項)

極:\({p}_{i} = {}-4\ \ (i = 1,\,\ldots,\,4)\)
極:\({p}_{i} = {}-8\ \ (i = 1,\,\ldots,\,4)\)
極:\({p}_{1} = {p}_{3} = {}- 8 + 8j,\ {p}_{2} = {p}_{4} = {}- 8 - 8j\)

最適レギュレータ (7.5.2 項)

重み:\(Q = {\rm diag}\bigl\{100,\,1000,\,0.01,\,0.01\bigr\},\ R = 1\)
重み:\(Q = {\rm diag}\bigl\{10000,\,1000,\,0.01,\,0.01\bigr\},\ R = 1\)
重み:\(Q = {\rm diag}\bigl\{10000,\,10000,\,0.01,\,0.01\bigr\},\ R = 1\)
重み:\(Q = {\rm diag}\bigl\{8000,\,50000,\,0.01,\,0.01\bigr\},\ R = 1\)

回転型倒立振子の制御

極配置法 (7.4.3 項)

極:\({p}_{i} = {}-6.5\ \ (i = 1,\,\ldots,\,4)\)

最適レギュレータ (7.5.3 項)

重み:\(Q = {\rm diag}\bigl\{50,\,10000,\,0.01,\,0.01\bigr\},\ R = 1\)