非線形制御対象に対する高安全性制御システム

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09750485
• Research Institution: 東京商船大学
• Principal Investigator: 陶山 貢市 東京商船大学, 商船学部, 助教授 (80226612)
• Keywords: 制御システム / 安全性 / 耐故障性 / センサ / 多数決 / 信頼性 / 非線形システム

Research Abstract

PL(製造物責任)問題など安全性が注目されている今,日常生活を含め様々なところに存在する制御システムの故障に対する安全対策は不可欠である.実用面からはロボットアームなどの非線形制御システムにおける耐センサ故障性はきわめて重要である.本研究では,同じセンサを複数ずつ冗長・同時に稼働させ,値がちょうど真中のもの(センサが偶数個の場合は真中2個の値の平均値)を採用するというきわめて簡単な多数決機構を導入し,採用された情報だけが制御に用いられるという,まったく新しいタイプの耐センサ故障性を有する高安全性非線形制御システムを提案した.
平成9年度における理論解析およびシミュレーション結果にもとづき,平成10年度は本科学研究費補助金により購入した実験用ロボットアームへの応用を行った.実験では関節角度を測定する一部のセンサに故障を模擬的に発生させた.その場合でも提案した制御系の安定性と目標軌道追従性能などの制御性能が保持されることが確認され,研究成果の有功性を実システムへの応用レベルでも確認することができた.これは制御理論による耐センサ故障性実現という研究分野の意義の確立につながる,非常に画期的な成果である.
なお,本研究成果は裏面「11.研究発表」の項のあげた以外にも,"Functional Safety Analysis of Reliable Control Systems Using Descision by Majority"と題して国際会議1999American Control Conferenceに,また実プラントへの応用面に重点をおいて"耐センサ故障性を有する制御系構築のための新しい枠組み"と題して電子情報通信学会論文誌に投稿中である.

Research Products

• [Publications] 陶山貢市: "制御理論によるデバイス故障対策" 電子情報通信学会技術研究報告. S98-10. 11-16 (1998)
• [Publications] Koichi Suyama: "Reliable Nonlinear Control Systems Using Decision by Majority" Proc.24th Annual Int.Conf.IEEE Industrial Electronics Society. 1737-1742 (1998)
• [Publications] Koichi Suyama: "Fault Detection of Redundant Sensors Used in Reliable Control Systems" Proc.37th IEEE Conference on Decision and Control. (発表予定). 1161-1164 (1998)
• [Publications] Koichi Suyama: "Reliable Nonlinear Control Systems" Electronics and Communications in Japan,Part 3. (掲載予定). (1999)