2008 Fiscal Year Annual Research Report
周波数領域設計での入力外乱推定オブザーバによるアクチュエータのロバスト制御
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16078201
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
白石 昌武 Ibaraki University, 理事・副学長(教育) (10091860)
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| Keywords | 周波数領域設計 / 入出力外乱推定オブザーバ / ロバスト制御 / アクチュエータの位置決め / 一軸位置決め制御系 / 部分空間法 / ARXモデル |
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| Research Abstract |
精密三軸位置決め系(具体的には三次元測定機)の縦軸(プローブ)に焦点を絞り、その軸先端の振動抑制を実施した。振動制御を実機にて遂行するためプローブ先端に超小型の加速度センサを装着し、同時に軸の振動状態を測定するため高精度レーザ変位センサを用いた。プローブ軸のダイナミクスとしてARXモデルを適用して運動解析を行い、実験との比較を行うことでARXモデルの精度追求を行い、ある程度の妥当性を得た。しかしこのモデルでは高周波の振動に対しては精度が十分でないことが判明した。そこである程度早い振動特性を示す系の制振制御を想定し、モデル同定からの予測速度と逆位相の動きについて、微小駆動により制振効果をもたらす制御法を提案した。これは一種の予見制御法で、まずオフラインでプローブ先端位置までの振動特性を離散有理関数でモデル化した。モデル化の妥当性を比較確認するため、これまでのARX法を用いると共に、新たに部分空間法(4SID)を適用した。予備実験では、低次元モデルによる同定性能に関しては、ARXモデルより部分空間法が有理であることが確かめられた。本手法で得られた低次離散有理関数モデルと、予備実験で得たむだ時間解析結果を基に制御信号から駆動系の駆動時刻と、その時点におけるプローブ先端位置の速度を推定し、逆位相の駆動量を微小駆動として与えることで制振を試みた。具体的には、提案した周波数領域設計でのオブザーバが入力外乱に対しその抑制にどれだけロバスト推定が可能かを、部分空間法モデルを用いシミュレーションを行った。その結果、オブザーバ設計の3ステップにおけるパラメータの適宜設定により、十分なロバスト性が得られることが検証された。
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Research Products
(5 results)
