空気浮上系 パラメータ同定シミュレータ

仮想の実機(真値は隠れています)に静的・動的実験を行い、回帰とフィットで物理パラメータ K_f・H_d・c を推定します。手順は parameter_identification.md 参照。

手順1静的実験 → K_f, H_d

固定 PWM でファンを回し、平衡高さ y_eq を測定・記録します。y_eq を縦軸・ln(u_norm) を横軸に取ると直線になり、傾きと切片から K_f・H_d が求まります。

データ点を 2 つ以上記録すると回帰します。
PWMu_normy_eqln(u_norm)

手順2動的実験 → c

PWM をステップ変化させて応答 PV(t) を測定(赤点)。手順1で得た K_f・H_d を使ったモデル応答(青線)を重ね、c を調整して一致させます(残差 SSE 最小化)。

先に「ステップ応答を測定」を押してください。

浮上の様子

仮想プラントの実時間アニメーション。手順1の PWM スライダーでボールが平衡高さへ移動し、手順2の「ステップ応答を測定」で過渡が再生されます。

指令 PWM:170
高さ y:
スライダーを動かすと、ファン風量に応じて浮上高さが変化します。

推定結果サマリ

パラメータ推定値真値誤差
K_f
H_d
c

実験条件

デッドバンドを有効にすると低 PWM 側で直線から外れ、単純回帰に誤差が出ます(手順1の発展課題)。既知量は m=1.0、g=9.81、PWM上限=255、有効高さ=300(正規化単位)。

使い方

1) 手順1で PWM を変えながら 8 点以上記録 → K_f・H_d が自動算出。
2) 手順2でステップ応答を測定し「c を自動フィット」→ c が決定。
3) サマリで推定値を確認、必要なら「答え合わせ」で真値と比較。