工学

センサ

IMUセンサ/オイラー角のジンバルロックの確認

ここではIMUセンサを用いた角度推定方法を紹介する。以前、クォータニオンで拡張カルマンフィルタを使って角度を推定した。その記事は下のようなもの なぜクォータニオンを用いたかというとジンバルロックを防ぐためである。この記事ではクォータニオンで...
古典制御

ノッチフィルタによる共振抑制

今回はバネマスダンパ系のゲイン線図に生じる極大値を除去するノッチフィルタを記述する.周波数特性は状態空間表現からbode関数を使うと容易に求められるが、今回はそのようなメソッドやライブラリを一切使わずにfor文のみでシミュレーションする。そ...
古典制御

伝達関数から周波数解析

今回は伝達関数から周波数解析する方法を書く。パソコンでプログラムからメソッドやライブラリを使うと簡単にできる。しかし、手書きでできるところは手で計算し、プログラムもfor文を使って書いて計算させるとまた理解が深まる。 システム 以下のような...
力学

質点における質量中心の導出

質点系において、(=物体を質点の集合としてとらえたとき)、質量中心と呼ばれる特別な点が存在する。それが質量中心である。まず以下の図のようなベクトルを定義する。この時、ベクトルの関係は\begin{align}\boldsymbol{r'_i...
力学

質点の力学

1回目編集日:2024/5/122回目編集日:2024/5/18 研究をしていると制御の知識よりも、力学の知識を忘れていることに気づくことが多い。そこで今回は質点系についてまとめる。 質点とは 質点とは質量はあるが、大きさのない点状の物体の...
古典制御

位相遅れ補償の設計

PID制御はよく知られています。この制御手法のメリットは何と言っていも設計パラメータが3つのみである点です。この制御をもっと高い自由度で設計できるのが位相遅れ補償、位相進み補償です。この手法を使うと、PID制御では手の届かなかった痒いところ...
古典制御

bode線図からわかる情報

bode線図を初めて大学で勉強した際には周波数によってゲインや位相が変わることくらいしかわかりませんでした。しかし勉強していくにつれbode線図が持つリッチな情報量に気付き始めました。今回はその内容を書いていきます。 想定する読者 ・bod...
古典制御

2自由度制御(PI-D,I-PD制御)方法

PID制御の発展としてPI-D制御やI-PD制御があります。今回はそれらについて書いていきます。 想定する読者 ・PI-D,I-PDを初めて聞いた制御初学者・制御対象のオーバーシュートをなくしたい方 フィードバックとフォードフォワードのメリ...
古典制御

Pythonで伝達関数の時間応答,周波数特性をシミュレーション

このシステムの時間応答ってどんな感じなんだろか、このフィルタの周波数特性ってどのようになっているのだろうか、と気になることは多いと思います。今回は身近なPythonを用いてシステムのステップ応答や周波数特性を求める方法を書いていきます。 想...
センサ

ローパスフィルタ、ハイパスフィルタのプログラム

センサからデータをとるとどうしても望まないノイズや定常値が出てしまうことがあります。そんな時にフィルタは使われますが、プログラムで書くとどのように表せるのでしょうか。 想定読者 ・ローパスフィルタ、ハイパスフィルタを作りたいが方法を知りたい...