倒立振子…Homework
倒立振子は制御なしには平衡状態を保てないので、制御技術の有効性を示すのに、よく研究されています。次図は様々な倒立振子を示しています。
図1 様々な倒立振子
これらの倒立振子について、まずは非線形シミュレータを開発する必要があります。以下に、要点だけを示しておきます。いずれも振子の角度は上向きの鉛直線から時計回りを正としています。
[1] PEND
運動方程式の導出(数式処理の利用)
平衡状態の検討(fsolveの利用)
非線形状態方程式の導出(S-functionの作成)
非線形シミュレータの開発(平衡状態の保持)
線形化(linmodの利用)
線形シミュレータの開発
MAXIMA |
|
Simulink |
|
MATLAB |
|
[2] CIP
運動方程式の導出(数式処理の利用)
平衡状態の検討(fsolveの利用)
非線形状態方程式の導出(S-functionの作成)
非線形シミュレータの開発(平衡状態の保持)
線形化(linmodの利用)
平衡状態(2.2a):
線形シミュレータの開発
MAXIMA |
|
Simulink |
|
MATLAB |
|
[3] CIP2
運動方程式の導出(数式処理の利用)
平衡状態の検討(fsolveの利用)
非線形状態方程式の導出(S-functionの作成)
非線形シミュレータの開発(平衡状態の保持)
線形化(linmodの利用)
平衡状態(3.2a):
線形シミュレータの開発
MAXIMA |
|
Simulink |
|
MATLAB |
|
[4] AIP
運動方程式の導出(数式処理の利用)
平衡状態の検討(fsolveの利用)
非線形状態方程式の導出(S-functionの作成)
非線形シミュレータの開発(平衡状態の保持)
線形化(linmodの利用)
・の場合の平衡状態(4.2a):
・の場合の平衡状態(4.2a):
線形シミュレータの開発
MAXIMA |
|
Simulink |
|
MATLAB |
|
[5] PIP
運動方程式の導出(数式処理の利用)
平衡状態の検討(fsolveの利用)
非線形状態方程式の導出(S-functionの作成)
非線形シミュレータの開発(平衡状態の保持)
線形化(linmodの利用)
平衡状態(5.2):
線形シミュレータの開発
MAXIMA |
|
Simulink |
|
MATLAB |
|
[6] DIP
運動方程式の導出(数式処理の利用)
平衡状態の検討(fsolveの利用)
非線形状態方程式の導出(S-functionの作成)
非線形シミュレータの開発(平衡状態の保持)
線形化(linmodの利用)
平衡状態(6.2):
線形シミュレータの開発
MAXIMA |
|
Simulink |
|
MATLAB |
|