ロバスト・デッドビ-ト制御の構成法

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07650484
• Research Institution: Nagoya Institute of Technology
• Principal Investigator: 舟橋 康行 名古屋工業大学, 工学部, 教授 (90023176)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 三村 宣治 新潟大学, 工学部, 助教授 (20272809) ; 加藤 久雄 名古屋工業大学, 工学部・極微構造デバイス研究センター, 助手 (00233809) ; 大羽 達志 名古屋工業大学, 工学部, 助手 (90233254) ; 山田 学 名古屋工業大学, 工学部, 講師 (40242903) ; 水野 直樹 名古屋工業大学, 工学部, 助教授 (30135404)
• Keywords: ロバスト性 / デッドビ-ト制御 / サンプル値系 / リップル / 零位相差追従

Research Abstract

デッドビ-ト制御は離散時間制御に特有な性質であり,理論的興味が待たれている.ある有限な時刻以降,被制御量を目標値に一致させるという性質をもつ反面,制御対象の変動や外乱に対して制御出力が極度に劣化してしまうという実用上の問題点をもっていた.申請者等はこれらの問題点を解決すべくこの数年間いくつかの成果を学会誌に発表してきた.これらの成果を踏まえ,本研究は以下の点を明らかにした.
(1)サンプル値系に対する連続時間デッドビ-ト制御:
デッドビ-ト制御は離散時間の枠組みの中で考察されているが,実際の制御対象は連続時間系であり,制御系の構成はサンプル値系となる.その場合,サンプル時点でデッドビ-ト応答を達成した場合でもサンプル時点間でリップルを発生することが指摘されている.本研究では,これを回避するためには連続時間の内部モデルが必要であり,連続時間の出力デッドビ-ト制御は離散時間の入力出力双方のデッドビ-ト性と等価であることを理論的に明確化した.さらに,連続時間デッドビ-ト応答を達成するコントローラの一般形を導出した.
(2)最適零位相差追従補償器の適応制御化とその応用:
この制御法は,目標値の未来の情報も利用して,目標値から制御出力に至る周波数伝達関数の位相を零,ゲインをほぼ1に補償するものである.本研究では,制御対象の特性変動に対する追従性の劣化を防ぐため,適応制御化した補償器の設計法を提案した.そしてロボットの駆動モータ系に実際に応用し,シミュレーションと実験により従来の手法よりも追従性能が向上することを確認した.

Research Products

• [Publications] N.Mizuno: "A New Learning Algorithm for Multi-Layed Neural Networks Based on Adaptive Algorithms with Implementation by Hopfield Networks" Proc. of 5th IFAC Sympo. on Adaptive Systems in Control and Signal Processing. 243-248 (1995)
• [Publications] M.Yamada: "Adaptive L2-Optimal Zero Phase Error Tracking Control Algorithms and its Application" Proc. of 3rd European Control Conf.3648-3653 (1995)
• [Publications] 舟橋 康行: "モデル規範形アクティブエンジンマウントによる車両の振動制御" 日本機械学会論文集. 61-C. 3489-3496 (1995)
• [Publications] 楯 将博: "接触点形状による把握の安定性" 日本機械学会論文集. 62C. 175-180 (1996)
• [Publications] 加藤 久雄: "デッドビ-ト特性を有する連続時間コントローラ" 計測自動制御学会論文集. 32. (1996)
• [Publications] H.Katoh: "Continuous-Time Deadbeat Control for Sampled-Data Systems" IEEE Trans. on Automatic Control. (1996)