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PID制御の改良

今日はPID制御のD項に手を加える.
Dゲインを上げると収束が速くなるが,前々からディジタル制御特有のノイズ(キンキン音)が気になっていた.
そこでD項の計算方法を従来の位置偏差の時間微分からM/T法による速度偏差に置き換えて高精度化を狙う.

PID制御でモータをCosカーブに沿って動かしたときのPID各項の推移:




改善前の緑線,改善後の茶線に見られるように,D項の振幅が小さく押さえられていることが分かる.
これは位置偏差の微分を行う際に,エンコーダパルス間隔を一定周期でサンプリングする誤差が減ったことによるものである.
位置・速度の追従精度自体はまったく同等.しかし,聴感上はけっこう差があり,独特のかん高い音が減って滑らかになった気がする.

動作音の聞き比べ用動画:


前半は改良版のほうがやや静かに聞こえないでもない.一方後半のほうは違いがよく分からない.
とくに低速や等速で回した際に改善効果が大きいようだ.
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もやね

Author:もやね
長野県在住の会社員(メカニカル・エンジニア).
ロボットは完全な趣味としてやってます.
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