オープンキャンパスプロジェクト2025
arduinoと3Dプリンタを用いた振子吊り下げ型台車の振動制御（日高・吉澤・宮山・上野・工藤）
目次
はじめに
こちらのページでは，arduinoと3Dプリンタを用いた振子吊り下げ型台車の振動制御について説明します．
構造
arduino megaを用いて振子吊り下げた台車の振子振動制御 を行いました．実機は3Dプリンタを用いて作成し，振子，車輪の角度測定に磁気エンコーダを使用しました．
目的
台車に取り付けられた振子を揺らさないように台車を移動させることを目的にしています．
概要
制御方法は二つあり，一つ目は振子の振動周期に合わせた台形加速度目標値を作成する方法，二つ目は最適積分型状態サーボ系による位置決め，振動抑制制御です．
1.台形加速度目標値による制御
加速度の急激な変化が原因で振子が振動してしまいます．加速度の急激な変化を抑えることにより振子が振動しないように台車を走らせることが可能になると考られます．そこで振子の振動周期と合わせた台形加速度入力を作成し，台形の加速度入力スペクトルが0になる周波数と振子の共振周波数が一致するようにします．これによって振子を揺らさない制御ができました．
2.最適積分型状態サーボ系
台車の状態方程式を作成し，評価関数を最小化する積分ゲイン，フィードバックゲインを作成しました．振子を揺らさないようにするだけではなく，目標位置に台車が移動するような制御が可能になりました．
