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公開Data集​/用語集​/inc​/一般​/ドループ :: Motion cafe

xpwiki:公開Data集/用語集/inc/一般/ドループ
ページ内コンテンツ[1]
    • 位置ドループ　（溜りパルス）
      • 1.位置指令と速度、溜りパルスの関係
      • 2.速度を変化させる
      • 3.ゲインを変化させる
      • 4.負荷イナーシャ比が変化したら

位置ドループ　（溜りパルス[2]） anchor.png[3]

位置ドループ（溜りパルス[2]）とは、簡単に言うと　位置指令値（送り現在値[4]）と実現在値[5]の偏差量（偏差カウンタ値）のことを言います。

位置ドループ＝送り現在値[4]－実現在値[5]
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1.位置指令と速度、溜りパルス[2]の関係 anchor.png[6]

サーボの位置指令の基本として、指令位置に対して少し遅れて実際のモーター実現在値[5]が付いてくることで、安定した制御性を得られるように作られています。

そして、ゲイン（応答性＝指令と応答の時間遅れ）が一定であれば、速度が速くなるに従って、指令位置と実現在値[5]の差：位置ドループ（溜りパルス[2]）が大きくなります。

★これを分かりやすく説明するため、以下の図のようなモデルを考えてみましょう。
高速道路で先行する車に速度一定・車間距離一定で走行する状況です。

droop1.jpg[7]
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2.速度を変化させる anchor.png[8]

ここで、速度を変化させるとどうなるかを想像してみます。

  1. 速度が速くなると、車間距離を開けますね？　同じ緊張状態で運転するには車間距離を開けておかないと急ブレーキになるからですね。　つまり、一定の応答速度で対処できるように、予め準備している（人の頭が制御している）わけです。
  2. 一方で速度が遅くなると、車間距離を詰めていてもいざという時に十分に止まれます。

これを横軸に時間軸、縦軸に速度と距離をとったグラフで表してみましょう。

droop2.jpg[9]

時間遅れが一定のため、速度が速くなれば車間距離＝位置ドループ（溜りパルス[2]）が長くなり、遅くなれば短くなる、ということがわかると思います。 つまり、位置ドループは速度に比例する　ということです。

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3.ゲインを変化させる anchor.png[10]

続いて、ゲインを変化させるとどうなるかを想像してみます。

  1. 緊張状態が緩むと、前の車が加速して離れていってもすぐに追従できず、車間距離が大きくなります。
  2. 一方で興奮状態で運転すると、車間距離を詰めて前車をあおったりしがち（？）になります。

まずはゲインが低い（眠い）状態から。　ダルな運転。

droop3.jpg[11]

続いて興奮状態。　あぶないよ！

droop4.jpg[12]

このように、車間距離を詰めること＝即ち興奮状態に（ゲインを上がった状態に）なって制御性を上げた状態にある必要性が感覚的に理解できると思います。

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4.負荷イナーシャ比が変化したら anchor.png[13]

最後に、負荷イナーシャ比が変わった場合を想像してみます。

このモデルの場合、車重が大きくてエンジンもブレーキも小さい車で車間距離を詰めたらどうなるか、を考えてみます。

droop5.jpg[14]

車間拡大　→　アクセル踏めど追いつけず！ →　制御不能
車間減少　→　ブレーキ踏めど止まらず！ →追突！　制御不能
　→そしてクラ～～ッシュ！　・・してしまいました。

負荷イナーシャ比が大きすぎるとはどういうことなのか、感覚的に理解いただけたでしょうか、

おしまい。

Last-modified: 2008-03-20 (木) 19:52:28 (JST) (1726d) by 管理人
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