本記事にはアフィリエイト広告が含まれます。

BLDCをFOCで制御したりQDDモータをいじくるようになり、ふと思ったのです。

11月後半のテーマ
倒立振子のモータトルク制御 or 速度制御？

どちらが自分にマッチするか自身にわからせる

— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) November 14, 2025

トルク制御と速度制御どっちがいいんだろうか？
当然用途によるんだろうけど

倒立振子で比較してみましょう。

QDDモータ ROBSTRIDE 05

Robstride 05 で車輪タイプの倒立振子を作ってトルク制御/速度制御の比較を実施しました。

トルク制御

ROBSTRIDE 05で倒立振子
トルクモード

QDDで倒立振子が最適とは思わないけど思い出として
あとのちに試すROBSTRIDE 05で速度制御をやってみたくテーマとした pic.twitter.com/Ms4aZCpMQz

— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) November 15, 2025

見事に倒立

ATOM matrix内蔵のIMUで姿勢検知してCAN通信でモータを動かしてます。

以下のようにトルク(モータ電流)を制御
　トルク(電流) = Kp × 姿勢角 + Kd × 姿勢角速度 + Kw × モータ回転速度

速度制御

同様に速度モードでROBSTRIDE 05 を駆動して倒立振子動作

ROBSTRIDE 05で倒立振子
速度モード

いい感じだね。速度制御パラメータはなにもいじってないからデフォ値が上質なんだろうな

自分でやる場合はトルクモードですっきりとした制御ループで管理のほうがいいのかなぁ pic.twitter.com/5fzY9YdluS

— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) November 15, 2025

こちらも素晴らしい動作。

倒立振子自体の制御はトルク制御と全く同じ形式
　速度 = Kp × 姿勢角 + Kd × 姿勢角速度 + Kw × モータ回転速度

速度モード内部の速度制御器 (回転速度→モータ電流)のパラメータはいじらず初期値を使用しました (PI制御らしい)。

負荷に依存せずに指令通り速度を保ってくれるので、以下のように起き上がり制御も容易にできました。

車輪倒立振子はダイレクトドライブ一択かなと思っていたけど、QDDでも上の動画のように小さくて軽い倒立振子の起き上がりにも追従できるし、パワーがあってむしろ最適でしたね。

つつえー pic.twitter.com/Vguyv5pa3m

— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) November 17, 2025

空パックだろとご指摘あったので
ぎっしり1070gよ
ただサツラク牛乳のおいしさは計り知れないけどね pic.twitter.com/4du5CzJXFN

— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) November 17, 2025

参考

Robstride05仕様書

BLDC Roller485 Lite

Roller485のリアクションホイール倒立振子でもトルク制御/速度制御の比較実施

Roller485でもトルク(電流)モードと速度モードの比較して
体に入れる

速度モードのほうが仕事が施されているのがよくわかる

←トルクモード
→速度モード pic.twitter.com/RKjOHpbutb

— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) November 16, 2025