遺伝アルゴリズムを用いるSAC系最適設計法とその走行クレーン制御問題への適用

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09750278
• Research Institution: Kumamoto National College of Technology
• Principal Investigator: 大塚 弘文 熊本電波工業高等専門学校, 電子制御工学科, 助教授 (10223869)
• Keywords: 適応制御 / 遺伝アルゴリズム / 単純適応制御 / 自動調整 / 最適化 / 走行クレーン / 計算機制御

Research Abstract

前年度において適用対象としていた走行型クレーンは1方向に可動方向を限定された1自由度クレーンであった。本年度は、まず、実用に則した2自由度クレーン実験システムに対して適用可能な形式へSAC理論を拡張することを検討した。
(ア) 2自由度クレーン系のモデル化
2自由度クレーンの走行台車を直行する2つの可動台車によって構成されるシステムとして設計し、その数式モデル化を行い2人力4出力8次線形モデルを得た。さらに、1人力2出力系の並列結合系であることを導出した。
(イ) SAC系基本構造設計
上記の結果を踏まえ、入出力数の異なる系に対する安定化制御方式によるSAC系の設計を行った。その結果、制御系の可調整パラメータが最低14個となることを明らかにした。
(ウ) 遺伝アルゴリズムを用いたSAC系設計パラメータの最適調整法
前年度の結果を踏まえ、上記の14個にのぼるパラメータをGAによる最適調整を試みた。
(工) シミュレーション実験
シミュレーションを行うことで1自由度系に対して得られた結果と同等の制御効果を確認した。
以上で得られた結果については、日本機械学会岡山地方講演会、ならびにJSME Inter national Journalで報告した。
上記の結果を踏まえ、実機への適用実験を行った。シミュレーションで無視した非線形モデル項などへの対策について再検討の必要性があるが、ほぼシミュレーションの結果と同等の良好な制御性能が得られることを確認した。

Research Products

• [Publications] H.Ohtsuka,Z.Iwai,I.Mizumoto: "Discrete Adaptive State Feedback Control Based on a Strict Positive Realness and Its Application to Liquid Container Transfer System" JSME International Jouranl,Series C. 41・3. 371-377 (1998)
• [Publications] 大塚弘文,前田武志: "GAを用いたSAC系自動調整法とその走行クレーン制御への適用" 日本機械学会中国四国支部岡山地方講演会講演論文集. 985-2. 267-268 (1998)
• [Publications] H.Ohtsuka,I.Mizumoto,Z.Iwai: "A Design Method of Discrete・Time Robust Simple Adaptive Control System" Proceedings of the Fifth International Conference on Control,Automation,Robotics and Vision. 3. TA1.5 (1998)