制御系の設計から実験までをシームレスに学習できるモーバイルCAIシステムの開発

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11750386
• Research Institution: Kyushu Institute of Technology
• Principal Investigator: 古賀 雅伸 九州工業大学, 情報工学部, 助教授 (90251644)
• Keywords: 制御系CAD / CAIシステム / 制御系設計 / リアルタイム制御 / 無線LAN

Research Abstract

多くの制御系CAIソフトウェアは制御系の解析,設計,シミュレーションをサポートするが,リアルタイム制御機能を提供しないので,制御実験は別のソフトウェア環境で行われる。大学の実験演習や企業の研修では,高額である実験装置は数台しか準備されないため,順番待ちや交代に時間がかかり,効率的に実験が行えない。本研究では,モーバイルコンピュータによる実験装置の共有を実現することにより,制御系の解析,設計,シミュレーションからリアルタイム制御実験までをシームレスに学習できるCAIシステムを開発した。具体的には,
(1)モーバイル環境の構築:
申請したパーソナルコンピュータと2台のノート型コンピュータに無線LANアダプタを取り付け,ワイヤレスな通信を実現するモーバイル環境を構築した。そして,リアルタイム制御時に通信するデータ量を決めるため,コンピュータの配置について検討し,低速な通信速度の影響を実験により調べた。
(2)通信プロトコルの決定:
制御実験を行うためのモーバイルコンピュータと実験装置サーバ間の通信プロトコルを通信速度を考慮して決定した。
(3)CAIソフトウェアの開発:
ネットワーク通信機能を申請者が開発した科学技術計算ソフトウェア(MaTX)に追加し,提案する制御系CAIソフトウェアを開発した。実験装置サーバソフトウェアはリアルタイム機能を有するRtLinuxで,クライアントソフトウェアはWindowsとUnixの両方で動作する。
(4)リアルタイム制御実験:
パーソナルコンピュータに入出力ボードを組み込み,申請している電子部品,機械部品を用いて倒立振子装置と接続し,実験装置サーバを構築した。そして,開発したCAIシステムを倒立振子の安定化制御に適用し,その有効性を確認した。

Research Products

• [Publications] Masanobu Koga: "MaTX/RtMaTX : A Freeware for Integrated CACSD"Proc.of 1999 IEEE International Symposium on Computer Aided Control System Design. 451-456 (1999)
• [Publications] 古賀雅伸: "無線LANを用いた制御系CAIシステムの開発"第43回自動制御連合講演会予稿集. 155-158 (2000)
• [Publications] 古賀雅伸: "無線LANを用い実験装置を共有する制御系CAEシステムの開発"SICE第1回制御部門大会予稿集. (発表予定). (2001)
• [Publications] 古賀雅伸: "Linux・WindowsでできるMaTXによる数値計算"東京電機大学出版. 489 (2000)
• [Publications] 古賀雅伸: "制御・数値解析のためのMaTX"東京電機大学出版. 301 (2000)