DCモータの制御(フィードフォワード)

　マウスにおいて最大のパフォーマンスを発揮するためには等加速度の加減速をすることが必要．わりときっちり制御しないと，過剰なトルクがかかってスリップなんてことになってしまう．

今，加速度aで加速(もしくは減速)したいとすると，必要なタイヤのトルクT_tireは
　　　T_tire = a /2 * d
　　　T_tire = m * a / 2 * r_tire
となる．mは機体質量，r_tireはタイヤ半径であり，2で割っているのはタイヤが左右で2つある場合を考えているから．モータが出力すべきトルクT_motorはギヤ比をr_gearとして，
　　　T_motor = T_tire / r_gear.
モータのカタログにのっているトルク定数k_mを用いれば，モータに流すべき電流Iは
　　　I = T_motor / k_m.
そのために必要なモータの両端の電圧Vは
　　　V = R * I + V_r
である．Rはモータの巻線抵抗，V_rはモータに発生する逆起電力で，カタログの発生電圧定数k_eを用いれば，
　　　V_r = k_e * n
となる．ただし，nはモータの回転数であり，一定時間のエンコーダのカウント値からわかる．
実際にモータを制御する際にはPWM波のduty比r_dutyを変化させる．電源電圧をVsとして，
　　　r_duty = V / Vs
である．これで今モータに与えるべきduty比を計算することができる．

　以上はフィードフォワード制御をする場合に役に立つ．というかこれなしではレスポンスが遅すぎて制御しにくいと思う．実際にはこれに加えて目標値とのずれを埋めるためにフィードバック制御もする．