2016 Fiscal Year Research-status Report
自己診断する性能保証型制御系：冗長性に基づく設計と検証
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16K06425
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| Research Institution | University of Hyogo |
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Principal Investigator |
佐藤 孝雄 兵庫県立大学, 工学研究科, 准教授 (00347527)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 診断 / マルチレート / 冗長 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的はシステムの数理的冗長性を利用し、入出力データに基づいた制御系設計を行うことである。従来の入出力データに基づいた制御系設計方法は、離散時間系の入出力データの更新周期が同一であるシングルレート系に限定した設計方法であった。それに対して、本研究では、入出力データの更新周期が異なるマルチレート系に対し、入出力データから制御形成設計を行うことが目的の一つである。更新周期を決定する要因の例として、入力は制御性設計の複雑さによる計算負荷、出力はセンサの性能や制御系の構造に起因する制約が挙げられる。制御系を構成する際に、制御対象やその周辺機器そして簡便な制御方式をあらかじめ自由に設定できる場合には、シングルレート系として設計することが可能であるが、より高度な制御性能が求められる場合には複雑な計算が必要となったり、コストの面から性能が良い反面高価である装置を自由に導入することができるわけではない。そのため常にシングルレート系として設計が許される状況であるとは限らないため、入出力の更新周期が異なるマルチレート系として設計する必要性が生じる。
本年度は、ハードウェアである装置を変更または改修して制御系を更新するのではなく、ソフトウェアとして制御方式をマルチレート系として設計することで安価でかつ簡便な方法でより高度な制御システムの構築する方法について検討した。特に出力の周期が入力の周期よりも長いマルチレート系について検討を行った。本研究では、出力の更新周期の間で入力を複数回切り替えることにより、仮想的に多入力系として設計し、得られた新たな入力を制御性能とは独立に設計可能な冗長入力として設計する方法について検討している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
マルチレート系において冗長入力を用いた制御系診断の可能性とその際の影響について検討した。その結果、離散時間系の応答とは独立に冗長入力を調整することが可能であることが明らかになった。さらに、冗長入力を積極的に診断に活用することで、制御系に故障が発生しない場合には診断による制御系の劣化は全く生じることはなく、さらに、故障時には故障検出が可能な設計が可能であることが明らかになった。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度に検討した設計手法を用いることで、データに基づいたシングルレート系とマルチレート系の比較を行う。
数値シミュレーションにより、両者の性能の違いについて検討を行う。
新たに設計可能となった冗長入力について客観的な評価を与える方法ついて検討する。
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| Causes of Carryover |
実験装置の検討に時間がかかるとともに、その設計が完結しなかったため、機器を購入できなかった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
検討中の設計方法を検証するための実験装置のための機器を購入する。
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