内部モデル原理

制御器が目標値・外乱と同じモードを内部に持たない限り、定常偏差は消えない

① 目標値 r(t) の種類
ステップ1
ランプ0.2 t
正弦波sin ωt
② 制御器の構造
P 制御積分器なし
PI 制御積分器 1個
2重積分積分器 2個
PI + 共振要素1/(s²+ω²)
制御対象は P(s) = 1/(s+1)(1次遅れ系)で固定です。
③ 組み合わせ一覧(定常偏差)
緑=定常偏差ゼロ、赤=偏差が残る。枠が現在の選択です。
目標値 r(t) と出力 y(t)
目標値 r(t) 出力 y(t)
偏差 e(t) = r(t) − y(t)
偏差 e(t) e = 0
📖 内部モデル原理
・定常偏差をゼロにするには、一巡伝達関数が目標値(外乱)のラプラス変換の極を含む必要がある
・ステップ 1/s → 制御器に積分器1個(1/s)が必要
・ランプ 1/s² → 積分器2個が必要。積分器1個では偏差が残る
・正弦波 ω/(s²+ω²) → 共振要素 1/(s²+ω²) が必要。積分器をいくら増やしても消えない
・これがサーボ系設計の指針であり、繰り返し外乱の除去(共振制御・繰返し制御)の根拠でもある
・共振要素は周波数 ω が一致していないと効かない。ωを変えて確かめてみよう