複数のオブザーバによる状態方程式のパラメータ推定

Research Project

Project/Area Number	13750429
Research Category	Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Control engineering
Research Institution	Yamagata University (2002) Osaka Prefecture University (2001)
Principal Investigator	村松鋭一山形大学, 工学部, 助教授 (40273809)
Project Period (FY)	2001 – 2002
Project Status	Completed (Fiscal Year 2002)
Budget Amount *help	¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000) Fiscal Year 2002: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000) Fiscal Year 2001: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords	オブザーバ / 状態方程式 / パラメータ推定 / 制御理論 / システム同定 / 線形時不変システム / モデリング / 制御系設計
Research Abstract	線形時不変システムの状態方程式の係数行列に未知な要素が含まれるとき,それらの未知パラメータをシステムの入出力データから推定する方法について研究を行った.未知パラメータの数+1個のオブザーバをある条件を満たすように構成するとき,それらのオブザーバによる出力推定値のある種の線形結合がシステムの出力に漸近する.そして,この線形結合の重み係数が未知パラメータとなるので,システムの出力と各オブザーバの出力推定値を用いることによって,未知パラメータの推定値を得ることができる.今年度は特にパラメータのオンライン推定について考察し,制御系へ適用可能な推定則を導出した.この推定則は,プラントの入出力信号を複数のオブザーバに通過させて得られる出力推定値と,プラントの出力値との誤差ベクトルをオンラインで入手し,適切なゲイン行列を設定することにより推定値を真値に漸近させるものである.これにより,プラントのパラメータの値が環境によって変化する場合でもそれを検知することができ,プラントの動特性変化に対応できる適応的な制御系を構成できるようになった.得られた推定則の有効性を検証するため,航空機の空力パラメータの推定への応用例を考え,推定のシミュレーションを行い良好な結果が得られた.さらに適応推定則の制御系への適用についても考察を進め,複数のオブザーバを組み合わせたシステムの次数を少なくできる実現法を示した.