本フォルダでは、AITL-H における物理層制御の基盤となる PID制御およびその拡張(H∞制御等)について扱います。
PID制御(Proportional–Integral–Derivative)は、目標値(Setpoint)と実測値の差(偏差)に基づいて制御量を決定する手法です。
[ u(t) = K_p e(t) + K_i \int e(t) dt + K_d \frac{de(t)}{dt} ]
成分 | 役割 |
---|---|
P項 | 偏差の大きさに比例した即応性 |
I項 | 偏差の積分による定常誤差除去 |
D項 | 偏差の変化率による先読み抑制 |
AITL-H の第1層(物理層)では、以下のようなアクチュエータ制御にPIDを適用します:
FSMやLLMからの指令に対して、正確かつ安定した応答を生成する責任層です。
AITL-Hでは、環境変動や外乱の影響を考慮し、以下の高度制御理論も視野に入れます:
制御法 | 特徴 | 用途例 |
---|---|---|
PID | 単純・広範囲に適用可能 | 多くのアクチュエータ制御 |
H∞制御 | 外乱に対するロバスト性に優れる | 揺れ抑制、重心安定、耐故障制御 |
pid_controller.py
:PID制御クラス(制御パラメータ、誤差処理)hinf_controller.py
:H∞制御の簡易実装(LTIモデルベース)simulation_notebook.ipynb
:制御応答シミュレーション(時系列プロット)docs/pid_design_notes.md
:パラメータ調整法、オーバーシュート防止設計などAITL-Hでは、制御の「安定性」と「滑らかさ」は最も基本的な要件です。
人間のような自然な動きや応答性を支えるために、物理層には確かな制御理論が必要です。
FSMやLLMとの接続においても、PIDは最終出力の品質保証者として機能します。