ミニ④：外側 PID

Step 0: 構想

済んでいること

Step 1: トルクの上限

先に、いまの力が何度までかです。重さの実測は ミニ② Step 4 です。 回る中心から重心までの長さは、設計メモの 2.5 cm のまま使います。量り直した角度ではありません。

部品の上限（2026-10-06）

壊さないための天井です。決めたファーム上限は、この表の 0.8 倍以下です。 モータの電流は 2S から Mini へ直接行きます。5 V の降圧 BP5293-50 は ATOM 用で、モータ電流は通りません。

ファームの上限（HW × 0.8）

Step 2 で P を選ぶときの天井です。2026-10-06 に決定し、同じ日に ATOM（COM6）と JC4827（COM7）へ書き込みました。

Step 2: ±10°の P

電流の式は Id = (−1) × (Kp × e + Kd × ω) です。この Step の I は 0、D も 0 から始めます。 符号 −1 は残しています。上限は ±0.6 A と 6.7 V です。 |e| が 45° 以上になると、電圧 Ud を 0 にします。12° では止めません。

Step 3: D

P で ±10° に触れてから。ジャイロの omega を足して、行き過ぎを抑えます。 I はまだ 0 です。

D を上げたときの山

P=0.030、I=0 のままです。

2026-10-06・D=0.0043。時刻の 0 は ARM です。その直前の e は約 −5.5° でした。 緑帯は ARM から E-STOP まで。点線は |e|=8（hold の内側）です。

D=0.0043 のタイムライン

生ログ: Web_html/hub/assets/mini-rw/mini-rw-csv.txt （955 行。時刻 0 は ARM の t_ms=434607）

揺れは 0° の前後で、約 0.5〜1 秒ごとに続いています。e はおよそ −1° 付近に寄ることが多いです。Step 4 で I を足して見ましたが、山が大きくなったので、この残りは消さずに I=0 のままにします。

Step 4: I

D=0.0043 で残った、およそ −1° のずれを、小さい I で消せるかを見ました。 P と D は動かしません。結果は、I を足すと山が大きくなりました。採用は I=0 です。

Step 5: まとめ

2026-10-06 の最終条件です。ソースは mini_rw の main.cpp。 代表の記録は、D=0.0043・I=0 で約 91 秒立っていた Web_html/hub/assets/mini-rw/mini-rw-csv.txt です。

最終ファーム

2026-10-06 に両方の基板へ書いたソースです。起動値は P=0.030、D=0.0043、I=0 です。

ATOM（COM6）mini_rw JC4827（COM7）jc4827

SimpleFOC 推定電流トルク

シャントは使いません。指令はアンペアです。コイル電圧は、電流 × 巻線抵抗に、回っているぶんの電圧を足したものです。

motor.controller = MotionControlType::torque;
motor.torque_controller = TorqueControlType::voltage;
motor.phase_resistance = 10.09f;
motor.KV_rating = 80.0f;

極対数は 7 です。phase_resistance は実測の 10.09 Ω です。

上限設定値

6.7 V を 7 V や 7.5 V に上げても、コイルへ届く電圧は増えません。 波形を崩さない範囲はおよそ 4.8 V なので、止めた軸で出せる電流はおよそ 0.48 A です。

PID 制御

角度の差は e = eIMU − 目標 − trim です。時計回りがプラス。0° は基板が水平なときです。

u = Kp×e + Kd×ω + Ki×∫e
Id = (−1)×u

Id は ±0.6 A で切ります。DC 版の Kp=60 は PWM の数字なので、この電流にはコピーしません。

最終 PID 値