［作業１（モデリング）］ 周波数応答法

                  K
     ------------------- ,      　　k,a,b　は決定すべきパラメータ
       a× s³ + b× s² + s

で表すことができる。角速度が 0.5, 1, 2 [rad/sec] の周期電圧をDCモータに入力し、その定常出力の計測結果から上記パラメータを求める。

  sin(0.5t) を入力電圧としたときの定常出力の回転角は、1.5431*sin(t+) 、
  sin(t) を入力電圧としたときの定常出力の回転角は、0.7610*sin(t+) 、
  sin(2t) を入力電圧としたときの定常出力の回転角は、0.3613*sin(t+) 、より次の関係式が成り立つ。
  xxx=abs(0.04/(0.0002*(-i)/8-0.011/4+0.0516*i/2))
   xxx=atan(-0.0514)/(-0.011)=4.6686,     4.6686*180/pi=  267.4911    より、    -92.5度
  abs(K/(a*(-i)/8-b/4+i/2))=1.55, abs(K/(a*(-i)-b+i))=0.75,  abs(K/(a*8*(-i)-b*4+2*i))=0.35,
 この 3元連立方程式を解いて、k=0.78, a=0.0039, b=0.21 　を得る。よって、モデルは次式となる。　

                  0.78
     ------------------------- ,      　　
       0.0039× s³ + 0.21× s² + s

［作業２（制御設計）と（性能評価）］　PID制御のチューニング

PID制御として、まず、比例制御のゲインと微分制御のゲインは各々、Kp=35,  Kd=3 として固定して、Ki=0, 0.1, 0.3, 1 と４個の値を試してみると、
制御偏差である　θ1(t)-θ2(t) は下図のようになる。このなかでは、Ki=0.3　が最もよいので、その値を採用し、次に、Kd=             と４個の値を試してみると、制御偏差である　θ1(t)-θ2(t) は下図のようになる。

［作業３（性能評価）］
 
 

［作業４（考察）］
 
 

実験室５では、位置サーボ制御のためのに広い周波数バンドを持つＰＩＤ制御器を設計する。そこでは、極配置とトラッキングシグナルの近似信号を用いたシミュレーション技術を活用する。装置は、図６に示すように、二つのサーボモータから構成されている。
 
 
 

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