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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。

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