入出力データを用いた制御系設計システムの開発

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555426
• Research Institution: TOKYO INSTITUTE OF TECHNOLOGY
• Principal Investigator: 古田 勝久 東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 教授 (10016454)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 星野 康子 東京工業大学, 工学部, 教務職員 (30251648) ; 古賀 雅伸 東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 助手 (90251644) ; 星野 祐 東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 助手 (10242281)
• Keywords: 制御系設計 / モデリングと設計の融合 / LQ制御 / H∞制御

Research Abstract

本研究は、申請者が提案したインパルス応答から二次形式評価関数を最小にする最適制御系をプラントの状態方程式表現を使わずにインパルス応答を用いて設計する方法の拡張と実用化を目的としている。
この方法は現在注目を集め、米国のSkelton教授らが改善した方法を提案している。しかし、実用に試用するにはまだ多くの問題点があった。本研究では、以下の成果があった。
1.ノイズに汚されたインパルス応答の測定結果からLQ最適制御系の構成法をいろいろな角度から検討する。この場合、制御対象をモデリングすることなく、ノイズの自己相関関数から、カルマンフィルタが構成出来ることが示された。
2.外乱から制御量への影響を出来るだけ小さくするH∞制御は、その理論的基礎が難しいばかりか、設計法が複雑であるために、実用的に使用されることが少なかった。この研究で、インパルス応答からH∞制御系の設計アルゴリズムを開発した。
3.これまで申請者が、応答に基づく二次形式評価関数の最適制御を提案していたが、これを実システム制御に適用するにはサーボ系にしなければならなかった。このアルゴリズムを開発した。
4.インパルス応答に基づく制御系の設計法は、これまでCADがないために利用されて来なかった。本研究では、この方法に基づく制御系設計法のCADを開発した。このCADは入力に制限のある場合でも適用出来るものである。

Research Products

• [Publications] 田中聡: "マルコフパラメータを用いたクレーンの振れ止め制御" 第35回計測自動制御学会学術講演会. 35. (1996)
• [Publications] Katsuhisa Furuta: "Alternative desing of H∞ Controller" Proc.of CDC96. 732-733 (1996)
• [Publications] Katsuhisa Furuta: "Responsed-based H infty Optimal Controller Design" Proc.of MTNS96. (1996)
• [Publications] 古田勝久: "応答に基づいた制御系設計" 第18回制御技術部研究会「モデル化技術」. 1-17 (1997)
• [Publications] Katsuhisa Furuta: "H∞ Controller Design from Pulse Response Data" Proc.of ACC97. (1997)
• [Publications] Katsuhisa Furuta: "Alternative Design of H∞ Controller for Bilinear System" Proc. of ASCC97. (1997)
• [Publications] Katsuhisa Furuta: "Design of Response-Based Servo-Mechanism and its Application to the Simulator of Distillation Column" Proc.od SYSID 97. (1997)