H_∞制御機構と適応制御機構を有するアクティブ制御系設計法の開発

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11750183
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 深尾 隆則 京都大学, 大学院・情報学研究科, 助手 (60291431)
• Keywords: アクティブ制御 / アクティブサスペンション / H_∞制御 / 適応制御 / 非線形制御 / 油圧アクチュエータ / 自動車

Research Abstract

アクティブサスペンションシステムのダイナミクスがバネダンパ系となる本体部分と油圧アクチュエータ部分に分離可能なことに着目し,単一のシステムに対してH_∞制御機構と適応制御機構を有する制御系設計法の提案を行った.これは,高精度な制御性能と多様な設計仕様を要求される本体部分にはH_∞制御を用い,非線形性とパラメータの不確かさのために制御性能に大きな影響を与える油圧アクチュエータ部分には非線形適応制御を用いるというものである.
具体的には,本体部分に対しては乗り心地改善や操縦性能向上のために周波数成形などの多様な仕様が要求されるため,H_∞制御理論によりコントローラを設計した.この時,アクチュエータから本体部分へ与えられる力を仮想的な入力と考えることにより設計するが,この伝達力は実際の入力ではないので,次にアクチェータ部分のコントローラの設計において,この本体部分に与える力を出力として考え,H_∞制御理論により設計した理想的な力を出すために,物理パラメータの不確かさと非線形性が考慮可能な非線形適応手法を用いた.このH_∞制御と非線形適応制御の結合は,バックステッピング法により可能となるものである.本手法を,1/4車両モデルに適用し,シミュレーションソフトDADS,SIMULINKによりその有効性を確認した.本手法は,アクティブサスペンションのみならず,他のアクチュエータを備えたメカニカルシステムへの適用も容易であり,実用上非常に有効である.
また,研究成果をアメリカ合衆国にて開催された国際会議にて発表し,現在国際雑誌に投稿中である.