モデリングと制御器設計の協調を可能とするリアルタイム制御系CADの開発

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08750504
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 古賀 雅伸 東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 助手 (90251644)
• Keywords: 制御系CAD / リアルタイム制御 / 制御系解析 / モデリング / 制御系設計 / 同定

Research Abstract

制御対象のモデリングと制御器設計の協調を可能とするには,モデリングのために実際に実験を行なう必要があり,制御系CADにリアルタイム制御機能を持たせなければならない。リアルタイム制御は一定時間毎に行なわれる処理(測定入力-制御則計算-制御出力)の時間的要求が絶対的であり高速処理が求められるので,コードの最適化および高速なメモリ管理機構を導入する必要がある。
本研究では,制御系の解析,制御器の設計,モデリングの繰り返しによって仕様を満足させる作業を制御系設計と考え,これらの作業を総合的にサポートできるソフトウェアを開発した。具体的には,
1.リアルタイム制御のためのメモリ管理機構,リアルタイム制御を行ないながら制御器などのパラメータを変更できるパラメータ更新機構,制御器設計とモデリングの繰り返しを効率的に行なえる機構を設計した。
2.申請者が開発したワークステーションのUNIX上で動作する制御系CADを申請した開発ソフトウェアを用いて申請したパーソナルコンピュータに移植し,本研究で提案したリアルタイム制御機構を組み込んで,リアルタイム制御系CADを開発した。
そして,申請したパーソナルコンピュータを用いて,倒立振子装置やロボットアームと接続した実験システムを構築し,実際にリアルタイム制御実験を行った.その結果,開発したリアルタイム制御系CADが制御系のモデリングおよび設計に有効性であることが分かった。また,開発した制御系CADでモデリングと制御器設計の繰り返しにより制御性能を改善できることを確認した。

Research Products

• [Publications] Masanobu Koga,Hiroaki Toriumi,Mitusji Sampei: "Real-Time CAD of Control Systems Achieving Cooperation of modeling and Design of Controllers" Proc.of 1996 IEEE International Symposium on Computer-Aided Control System Design. 1・1. 457-462 (1996)
• [Publications] Masanobu Koga,Hiroaki Toriumi,Mitusji Sampei: "On-line tuning of controllers with state observer Using a Real-Time CAD of Control Systems" Proc.of '96 Korean Automatic Control Conference. 1・1. 346-349 (1996)
• [Publications] 古賀 雅伸,鳥海 洋章,三平 満司: "オンラインパラメータ変更を考慮したリアルタイム制御系CAD" 第35回計測自動制御学会学術講演会予稿集. 1・1. 181-182 (1996)