ハードウェア依存を低減するオブザーバ構造型制御の理論構築と実証
Project/Area Number |
22K04176
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 21040:Control and system engineering-related
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Research Institution | Kumamoto University |
Principal Investigator |
佐藤 昌之 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (90358648)
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Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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Keywords | オブザーバ / オブザーバ構造型制御 / オブザーバベース制御 / LPV システム |
Outline of Research at the Start |
本研究の目的は,従来オブザーバの推定性能を凌駕する新たな推定機能と高精度制御を両立させた制御方法として「オブザーバ構造型制御」を構築し,その性能を実証することである. そこで,以下の順により研究を進める.
1) パラメトリックな不確かさを含む「実用システム」を対象に,最適な制御性能を有する制御アルゴリズムが与えられた場合に,従来オブザーバの表現形式を包含する推定アルゴリズムを組込んだ制御アルゴリズムへの変換方法の開発 2) 実用システムに環境変化パラメータを追加した「応用システム」を対象とした1の結果の拡張 3) 2の結果の理論的拡張の検討,および2の結果の無人機による制御性能と推定性能の実証
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Outline of Annual Research Achievements |
当初の計画通り,2022年度に予定していた「パラメトリックな不確かさを含む『実用システム』を対象に,安定化問題を包含する高精度制御問題に対して,既存の制御アルゴリズム から Luenberger オブザーバの表現形式を包含する推定アルゴリズムを組込んだ制御アルゴリズム(オブザーバ構造型制御アルゴリズムと呼称)への変換」の手法開発を実施し,線形行列不等式を用いた定式化を行った.また,その有効性をすでに報告されている飛行制御アルゴリズムに適用し,有効性および有用性を示した. なお,これらの成果は,IFAC ROCOND 2022 および IEEE CDC 2023 にて報告済みである. その後,当初は2023年度に予定していた「パラメトリックな不確かさを含む『実用システム』に環境変化パラメータを追加した『応用システム』を対象に,既存制御アルゴリズムからオブザーバ構造型制御アルゴリズムへの変換」の手法開発を実施し,同様に,線形行列不等式を用いた定式化が可能であることを示し,その具体的な変換方法も示した. さらに,飛行実験により制御性能が実証されているゲインスケジュールド飛行制御アルゴリズムをオブザーバ構造型制御アルゴリズムへ変換することで,非常に精度高く制御デバイスの推定が可能であることを数値シミュレーションにより確認した. これらの成果の一部は第65回自動制御連合講演会にて報告済みであり,現在,全ての結果をまとめた原稿を現在作成中である.
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初計画では2023年度に実施する予定だった内容の一部が,2022年度内に実施できたため.
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Strategy for Future Research Activity |
2022年度に定式化が達成され,かつその有効性・有用性が確認された「応用システムに対するオブザーバ構造型制御アルゴリズム」に関して,より多くの数値シミュレーションによる実用性検証を進める予定である. また,研究応募時とは異なる組織へ異動したことから,飛行実証に関して宇宙航空研究開発機構と相談を行い,飛行実証の可能性を検討する. なお,理論的展開については,線形制御の枠を超えていることから制御性能が線形アルゴリズムより高いとされている「スライディングモード制御」からオブザーバ構造型制御アルゴリズムへの変換について研究を進める予定である.
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Report
(1 results)
Research Products
(5 results)