モデル予測制御の数理 +制約の考慮

皆様こんにちは.18のhiraです.
モデル予測制御(MPC)はシステムの数理モデルを持っておき,ある入力 \bf{u} をシステムに与えた時の出力 \bf{y} を予測し,その予測結果が目標とする理想の出力軌道である「参照軌道」に近づくよう入力を最適化する制御です.この時安全上・物理特性などに関する制約を設けることができます.
この手法の数理的基礎と制約がどうからむかを備忘録として書いておきます.
以下の数式はこちらの書籍を参考にしました.
また一部数式がブログの他の文字とかぶって見えにくくなっていますのでご了承ください.

“モデル予測制御の数理 +制約の考慮” の続きを読む

MATLABの非線形モデル予測制御で車の簡単自動運転チュートリアル【100行でOK!】

皆様こんにちは.18のhiraです.

自動車やドローン,ロケットや工場プラントなど様々な分野での応用が期待され,MATLABでも専用パッケージが提供されているのがモデル予測制御(MPC)です.従来は線形モデルが中心でしたが,最近開発が進む非線形のモデルを用いることでより多くのシステムに適用することができます.

今回はそんな非線形MPCを用いて,カッコよく自動車の経路追従をしてみます.

(動画)

この例のMATLABコードはこちらのgithubをご覧ください.
またMATLABによる(線形)モデル予測制御の作成とチューニング,シミュレーション,Cコード化の最初の一歩となるようなチュートリアルは,ぜひ過去の記事をご覧ください.

“MATLABの非線形モデル予測制御で車の簡単自動運転チュートリアル【100行でOK!】” の続きを読む

[工大祭ブログリレー]ROBO-ONE機体製作進捗報告

みなさま,ごきげんよう.ACTの20-Aoです.
工大祭が無事終了ましたね!と思っているそこのあなた.まだだ,まだ終わらんよ.
私のブログ記事が一本残ってるんですねぇ.工大祭最終日ギリギリに投稿していきますよ.これがブザービートというやつでしょうか.

私が行うのは,第39回ROBO-ONE報告と,第40回ROBO-ONEで使用予定の機体の製作進捗報告です.

“[工大祭ブログリレー]ROBO-ONE機体製作進捗報告” の続きを読む

[工大祭ブログリレー]CNCキーボード作ってみた(CAD編)

みなさま,ご機嫌麗しゅう.
深夜の公園でカップ麺をすする毎日を送っております,20-Aoです.ふしんしゃじゃないです

本日は先日より始まりました,「CNCキーボード作ってみた」シリーズCAD編でございます.
製作動機や仕様などは18-Hitomosi先輩の「仕様 / 回路編」をご参照ください.

Maquinistaの方々のような素晴らしい設計とは程遠い稚拙なものですが,どうかご容赦ください.

“[工大祭ブログリレー]CNCキーボード作ってみた(CAD編)” の続きを読む

[工大祭ブログリレー] CNCキーボード作ってみた(デザイン編)

こんにちは。20のSugiです。

この記事は工大祭ブログリレーの記事です。工大祭のロ技研のページはこちら

CNCキーボードを作ってみた話を担当ごとに分けて書く予定です。今回はデザイン編です。
前回の仕様/回路編はこちら

“[工大祭ブログリレー] CNCキーボード作ってみた(デザイン編)” の続きを読む

[工大祭2021]オンライン工大祭2021ポータルページ

工大祭ロゴ
©2021 工大祭実行委員会

みなさま,ごきげんよう.20-Aoです.
本年度の工大祭はオンライン開催となり,弊サークルはYoutube Liveでの動画配信とブログリレーの2つを行います.
動画配信は10/30, 10/31の2日間,ブログリレーは10/27~10/31の4日間行われます.
ブログリレーはすでにスタートしており,最初は前部長の18-Hitomosiさんです.

工大祭2021公式サイトのロ技研ページ(こちら)も併せてご覧ください!

“[工大祭2021]オンライン工大祭2021ポータルページ” の続きを読む

サーボモーター(?)、自作します

 夢はケモミミ美少女ロボを愛でること。

 どうも皆さまはじめまして、20のSugiです。
 突然ですが、サーボモーターは「角度やら力やらをフィードバックしてモーターの出力を変化させることができる、ロボの世界になくてはならないものである」ことはここにいらっしゃいます皆さまにとっては周知の事実かと思います。
 では、「既製品のサーボモーターでは大きさがデカすぎて都合が悪い! ワイが作ろうとしているロボに最適な形をしたサーボはこの世の中には存在しないのか!」と悩んだとき、皆さまならどうなさるでしょうか? そう、サーボを自作しますよね?
 ということで、今回はサーボの仕組みを理解つつ、さらに将来小型のサーボを作れるようにと、サーボの自作を行いました。

“サーボモーター(?)、自作します” の続きを読む

MATLABで自作ロボットのモデル予測制御 & Cコード生成/ビルドチュートリアル

皆様こんにちは.18のhiraです.

近年,自動運転やロケットやドローン,戦闘機でも「モデル予測制御(MPC)」なる制御方法が注目されているようです.
なんでもこのMPCを使うと運動モデルさえあれば誰でも簡単に(注 “誰でも”等の範囲は要検討)複雑なロボットを好きな軌道で動かすことができるようです!

この魅力的なMPCは,なんとMATLABの「Model Predictive Control Toolbox」を使うことでほぼGUI上で手軽に作ることができます.しかも作ったコードはC/C++に変換でき,それをビルドすればRaspberry Piといったマイコン上で動かすこともできます.

今回は簡単なバネ台車モデルを使い,MATLAB上でのMPCモデル及び運動軌道の作成,さらにC/C++のコードの生成とビルド方法を紹介します.

ヘンタイ技術のカタマリSpaceXの着陸ロケットもMPCで動くとか.イーロン・マスクも目じゃねえぜ!

“MATLABで自作ロボットのモデル予測制御 & Cコード生成/ビルドチュートリアル” の続きを読む