1994 Fiscal Year Annual Research Report

フレキシブルシステムのH^∞制御理論に基づく周波数成形型非線形ロバスト制御

Research Project

Project/Area Number	06650276
Research Institution	Chiba University
Principal Investigator	野波健蔵千葉大学, 工学部, 教授 (30143259)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	西村秀和千葉大学, 工学部, 助手 (70228229)
Keywords	スライディングモード制御 / 周波数成形 / H^∞制御理論 / μシンセンス理論 / 非線形制御 / ロバスト制御 / 柔軟構造物 / スピルオーバ
Research Abstract	非線形ロバスト制御理論の最も有力な設計法にスライディングモード制御理論がある.これはフィードバックゲインを超平面と呼ばれる境界でシステムの状態に応じて変化させるもので,この意味から非線形適応制御理論とも呼ばれている.設計法はきわめて簡単で物理的見通しが良いが,問題点としてゲインが不連続的に切り替わる際に生ずるチャタリングと高周波数領域を励振するいわゆるスピルオーバ不安定を引き起こしやすいという欠点がある.前者のチャタリング現象の防止は本質的には離散時間系を設計すれば回避できるが,後者のスピルオーバ問題についてはこれまで決定的解決法がなくスライディングモード制御の最も重大な欠陥と位置付けされていた.これに関しては制御理論の分野でも著者の知る限り全く研究は見られず,国内はもとより海外においても全く見られないというのが実情である. 以上を背景として,本研究はスライディングモード制御系の超平面の設計にスピルオーバ防止に最も優れたH^∞制御理論およびμシンセシス理論を適用して周波数成形させた超平面を実現し,あわせて超平面上でもロバスト性を確保しつつ,強力な非線形ロバスト制御系設計法の確立をめざすものである. 本年度の研究は,以上述べた背景のもとで以下のことを具体的に研究した.まず,非線形ロバスト制御理論であるスライディングモード制御系の超平面の設計を線形ロバスト制御理論のH^∞制御理論とμシンセシス理論を用いて設計した.特に,状態フィードバック型μ制御と出力フィードバック型μ制御の両面から超平面の設計法を確立した.さらに,超平面上でのいわゆる等価制御系のロバスト性を中心に理論的検討およびシミュレーション研究を行った.この研究によって線形ロバスト制御理論と非線形ロバスト制御理論の融合を図り,H^∞制御理論を包括した新しい非線形ロバスト制御理論としてのスライディングモード制御法を確立した.さらに,確立された新しい制御系設計法の有効性を確認するために実証研究を実験を通して行った.とくにスピルオーバを抑制したフレキシブルな搭状構造物のアクティブ振動制御の実験に本提案の理論を適用してその有効性を実証した.

Research Products
(7 results)

All Other

All Publications (7 results)

[Publications] 野波健蔵,西村秀和,田宏奇: "H^∞制御理論によって周波数成形されたスライディングモード制御系の設計" 日本機械学会第71期通常総会講演会論文集. 528-530 (1994)
[Publications] 野波健蔵,田宏奇,西村秀和,席珊鷹: "H^∞制御/μシンセシス理論にる超平面の設計とスライディングモード制御" 日本機械学会機械力学・計量制御講演論文集. 507-510 (1994)
[Publications] K.Nonami,H.Tian,H.Nishimura: "Design of Sliding Mode Control System with Frequency-Shaped Hyper Plane Using μSystesis Theory" 計測自動制御学会第33回学術講演会予稿集. 323-324 (1994)
[Publications] K.Nonami,H.Nishimura,H.Tian: "H^∞/μControl-Based Frequency-Shaped Sliding Mode Control for Flexible Structures" ASME WAM94 Proc.Active and Passire Control of Mechanical Vibration. PVP-Vol.289. 19-26 (1994)
[Publications] 野波健蔵,岩本浩裕,西村秀和: "μ設計理論で周波数成形されたスライディングモード制御による柔軟構造物のアクティブ制御" 日本機械学会「第4回運動と振動の制御シンポジウム」. (講演予定). (1995)
[Publications] K.Nonami,H.Nishimura: "Sliding Mode Control for Frexible Structures with μ Control-Based Frequency-Shaping Hyperplace" 1995ASME 15th Biennial Cont.Mech.Vib.and Noise. (講演予定). (1995)
[Publications] 野波健蔵,田宏奇: "スライディングモード制御" コロナ社, 263 (1994)

1994 Fiscal Year Annual Research Report

フレキシブルシステムのH^∞制御理論に基づく周波数成形型非線形ロバスト制御

Principal Investigator

野波 健蔵 千葉大学, 工学部, 教授 (30143259)

Research Products

[Publications] 野波健蔵,西村秀和,田宏奇: "H^∞制御理論によって周波数成形されたスライディングモード制御系の設計" 日本機械学会第71期通常総会講演会論文集. 528-530 (1994)

[Publications] 野波健蔵,田宏奇,西村秀和,席珊鷹: "H^∞制御/μシンセシス理論にる超平面の設計とスライディングモード制御" 日本機械学会機械力学・計量制御講演論文集. 507-510 (1994)

[Publications] K.Nonami,H.Tian,H.Nishimura: "Design of Sliding Mode Control System with Frequency-Shaped Hyper Plane Using μSystesis Theory" 計測自動制御学会第33回学術講演会予稿集. 323-324 (1994)

[Publications] K.Nonami,H.Nishimura,H.Tian: "H^∞/μControl-Based Frequency-Shaped Sliding Mode Control for Flexible Structures" ASME WAM94 Proc.Active and Passire Control of Mechanical Vibration. PVP-Vol.289. 19-26 (1994)

[Publications] 野波健蔵,岩本浩裕,西村秀和: "μ設計理論で周波数成形されたスライディングモード制御による柔軟構造物のアクティブ制御" 日本機械学会「第4回運動と振動の制御シンポジウム」. (講演予定). (1995)

[Publications] K.Nonami,H.Nishimura: "Sliding Mode Control for Frexible Structures with μ Control-Based Frequency-Shaping Hyperplace" 1995ASME 15th Biennial Cont.Mech.Vib.and Noise. (講演予定). (1995)

[Publications] 野波健蔵,田宏奇: "スライディングモード制御" コロナ社, 263 (1994)

野波健蔵千葉大学, 工学部, 教授 (30143259)