PID制御と制御システム調整器についての質問

ドローンの研究にMATLABを使わせていただいている大学生です．

PID制御を用いて必要な力とトルクを導出しているのですが，各制御ループが他のループに影響を与えていて，相互作用があるような制御系になっています．

この制御系のPIDゲインをオートチューニングしたいのですが，このような場合は制御システム調整器を利用すれば．調節できるかお聞きしたいです．また，PID Autotunerは適していないでしょうか．

2枚目の画像は，システムの一部で，PID制御の部分になっています．色のついたブロックがPID制御の部分で，その中身が2枚目の画像になっています．

Answer 1

[Toshinobu Shintai]

おっしゃる通り、本ケースでは制御システム調整器が適しています。以下の例がご参考になるかと思います。

https://jp.mathworks.com/help/slcontrol/ug/tuning-control-systems-with-control-system-tuner.html

[隆浩 鈴木]

Shintai Toshinobu様

回答していただきありがとうございます。 例を参考に実装してみます。

実装中にわからないことがあれば質問させていただきたいです。 よろしくお願いいたします。

[隆浩 鈴木]

制御システム調整器で実装しているのですが，分からない箇所が2つあり教えていただきたいです．

1つ目は，先ほどの質問で添付させていただいた2枚目の画像のように現在は，PID制御のブロックを設置しているのですが，これらはPID Controllerブロックに置き換えが必要でしょうか．

2つ目は，添付させていただく式のように，PID制御に用いる値が直接的な偏差ではなく，偏差から計算した姿勢制御のために必要な各軸の制御トルクの場合，制御システム調整器における入力信号と出力信号はそれぞれ目標値のステップ入力と，フィードバック値になるのでしょうか．

1枚目に添付させていただいた式は，ωiが各軸の制御トルクで，KP等がゲインになっています．

2枚目には，全体のブロック図になっていて，Position Controllerブロックが位置のPID制御を行っていて，Attitude Controllerブロックが姿勢のPID制御を行っています．

分かりにくいかと思いますが，ご教授いただきたいです．

[Toshinobu Shintai]

例を見ていただければ分かる通り、制御システム調整器は「PID Controler」ブロック以外にも、「Gain」「State-Space」「Transfer Fcn」ブロックなども調整対象に指定することができます。

制御システム調整器では、以下のリンク先に記載されている調整目標を設定することができます。何を入力信号、出力信号とするかはその制御システムによって変わります。

https://jp.mathworks.com/help/control/tuning-goals.html

[隆浩 鈴木]

Shintai Toshinobu様

調整目標の設定等教えていただきありがとうございます．

引き続きよろしくお願いいたします．