Transcript 二輪型倒立振子ロボットの製作

二輪型倒立振子ロボットの製作
箱木研究室
T20R020
三留隼
目的
• 倒立振子の製作を通して制御やセンサ技術につ
いて学ぶ
• 実際に工作をすることで工作機械と加工に慣れ
る
進捗状況
• ジャイロセンサーの実験
• ロータリーエンコーダーの実験
• ラグランジュの状態方程式についての学習
• 車体作成
使用部品
• ジャイロセンサ
ジャイロスターC637（村田製作所）
• ロータリーエンコーダ
BTE030（ベストテクノロジー）
• モータ
トルクチューンモータ（田宮模型）
• ギヤボックス
シングルギヤボックス（田宮模型）
ジャイロセンサと
ロータリーエンコーダーの実験
固
定
固
定
ジャイロセンサと
ロータリーエンコーダーの実験
1.54sec
慣性モーメント
• 実験結果より車体の慣性モーメントを計算した
▫
計算値
▫
実験結果
各パラメータ
Θ：本体の傾斜角
Φ：車輪の回転角
J：車輪の慣性モーメント
I：車体の慣性モーメント
M:本体の質量
m：車輪と車軸の質量
l：車軸から重心までの長さ
U：位置エネルギー
T：運動エネルギー
L：ラグランジュアン：
0.00115[kgm^2]
o.o1862[kgm^2]
0.38[kg]
0.06[kg]
0.1[m]
mgh
(½)mv^2
L=T－U
ラグランジュの状態方程式①
• ラグランジュアン（L=T-U）を用いる状態方程式
• パラメータを与えることで車体の現状を計算する
L=T-U
ラグランジュの状態方程式②
ただし、
ラグランジュの状態方程式③
ただし、
ラグランジュの状態方程式④
ただし、
制御方法
マイコン
角度
時間積分
角速度
ジャイロセンサ
ロータリーエンコーダ
時間微分
モータ
倒立振子
速度
状
態
方
程
式
車体
感想
• 状態方程式が難解でした。