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人間モデルに依存しない人間-機械系の性能解析-機械・制御系統合化設計の観点から-

Research Project

Project/Area Number 16760345
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Control engineering
Research InstitutionIwate University (2005)
Nara Institute of Science and Technology (2004)

Principal Investigator

佐藤 淳  岩手大学, 工学部, 講師 (60324969)

Project Period (FY) 2004 – 2005
Project Status Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Keywords統合化設計 / 人間-機械系 / 正実性 / 有限帯域位相整形 / 操縦者モデル / 操作性 / 最適パイロットモデル / ビークル
Research Abstract

本研究は人間-機械系の一種であるビークルが優れた操縦性を達成するための性能基準および支援制御系の設計手法について,機械・制御系統合化設計の観点から明らかにすることを目的とする.ビークルの操縦操作は移動経路(道路形状など)を目標値としたサーボ制御と見なせ,ビークルは制御対象に,操縦者はフィードバック制御器に対応する.自動制御系の統合化設計に関する結果では制御対象の位相特性が,達成可能なH2サーボ性能の上限に支配的であることが指摘されているため,本研究では同様な観点からビークルの操舵応答の位相特性が操縦性(人間-機械フィードバック系の閉ループ制御性能)に支配的であると予想した.そこでNealら(Neal and Smith, J. Aircraft, 1971)の実験に基づき,航空機の操舵入力に対するピッチ角応答の位相特性と操縦性の関係についてPilot Rating(パイロットコメントに基づく客観的評価基準)およびH2最適サーボ性能に基づき達成可能な操縦性を解析した結果,予想通り操舵応答の位相交差帯域が十分広ければ両者の性能基準の意味で人間-機械フィードバック系の操縦性が準最適化され,かつ準最適化される帯域もほぼ一致することが観測された(16年度成果1).また自動車のレーンチェンジ運動の解析からも類似の結果が観測された(16年度成果2).以上の結果より,人間-機械系の性能基準として機械系の位相交差周波数が有用であることと,特定の人間モデルに依存しない支援制御系設計基準の存在が示唆された.つぎに支援制御系の設計手法として有限帯域位相整形を達成するフィードバック制御器の設計手法を新たに提案し,飛行制御系設計への応用を示した(雑誌論文1,2).提案手法は有限帯域モデルマッチングの発想に基づき,設計問題はLMIに帰着されるため容易に求解可能な点が特徴である.以上の結果により研究課題の一応の達成をみたが,今後も実機実験やロバスト安定性評価など更なる研究の発展が見込まれる.

Report

(2 results)
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2006 2005 2004

All Journal Article (5 results)

  • [Journal Article] 構造系と制御系の統合化設計アプローチに基づくビークルの操縦性向上2006

    • Author(s)
      佐藤 淳, 杉本 謙二
    • Journal Title

      システム制御情報学会論文誌 第19巻・第4号

      Pages: 142-149

    • NAID

      10017534756

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] A Strategy for Vehicle Control Augmentation via Control Bandwidth Phase Shaping Approach2005

    • Author(s)
      Atsushi Satoh, Kenji Sugimoto
    • Journal Title

      Preprints of the 16th IFAC World Congress

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] 位相整形による車両の横方向操縦性能向上に関する研究2005

    • Author(s)
      池田 智宏
    • Journal Title

      計測自動制御学会 平成16年度計測自動制御学会関西支部学生研究発表会 講演論文集

      Pages: 153-156

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] A Strategy for Vehicle Control Augmentation via Control Bandwidth Phase Shaping Approach2005

    • Author(s)
      Atsushi Satoh
    • Journal Title

      16th IFAC World Congress (発表予定)

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Vehicle Control Augmentation Based on an Integrated Design Methodology2004

    • Author(s)
      Atsushi Satoh
    • Journal Title

      Proceedings 16th International Symposium on Mathematical Theory of Networks and Systems

    • Related Report
      2004 Annual Research Report

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Published: 2004-04-01   Modified: 2016-04-21  

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