2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of High-level Control System Design based on Acceleration Measurement by Nonlinear Sampled-data Control Theory
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16K06412
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
片山 仁志 静岡大学, 工学部, 准教授 (20268296)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 加速度センサー / オブザーバ / 非線形サンプル値制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
対象の加速度を計測可能な加速度センサーは安価かつ小型化可能なため、高精度の計測制御を必要としない小型移動体や産業機器等に利用されている。加速度センサーの計測値の積分による速度と距離計測への可能性を秘めているが、加速度計測は外部外乱の影響を受けやすいため、実用レベルの速度と距離計測と高度な制御系設計への応用にはほど遠い状況である。これまで、オイラーモデルに基づく非線形サンプル値系のオブザーバ設計法を利用して、加速度センサーのサンプル点での加速度計測から、実用的な制度での速度と位置推定を行うためのオブザーバ設計の枠組みを考えた。加えて、オイラーモデルの特徴を生かした加速度計測から速度と位置情報を推定する外部外乱にロバストなオブザーバの具体的な設計法の開発を試みた。
観測情報の利用法やダイナミクスの状態変換法の拡張に取り組んだが、位置観測と異なる観測情報(加速度)の有効な使用ができず、オイラー近似モデルの具体的なオブザーバ設計には難航したため、本研究計画終了後も高ゲインオブザーバのアイデアの利用に加えて、加速度観測の特徴に基づく状態変換法の開発から具体的なオブザーバの設計法の開発を目指す。
今回の研究の双対に当たると思われる位置計測から速度情報を推定するオブザーバの設計も同時に進めており、そちらに関しては今回の研究での知見を生かし、従来のオブザーバ設計法の高ゲイン化の拡張による提案オブザーバ設計法のロバスト性の解析を行い、モデルの不確かさ等に対しロバストなオブザーバ設計法を開発した。
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