Development of controller design methods using non-parametric system models represented by a finite number of frequency responses

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16K14286
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Control engineering/System engineering
• Research Institution: Kyushu Institute of Technology
• Principal Investigator: NOBUYAMA Eitaku 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (50205291)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 上 泰 明石工業高等専門学校, 電気情報工学科, 准教授 (20413809)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 制御系設計 / ＰＩＤ制御 / ロバスト制御 / 凸最適化 / ノンパラメトリックモデル

Outline of Final Research Achievements

The objective of this research project is to develop controller design methods using non-parametric system models which are represented by a finite number of frequency responses. The research outcomes are as follows: Robust PID controller design methods for the nom-parametric system models are developed and their effectiveness is confirmed by some numerical examples. Moreover, to improve the performance of the closed-loop systems robust control design methods with fixed-order controllers are also developed. Because the fixed-order controllers include more design parameters than PID controllers, the fixed-order controllers can achieve the better performance than PID controllers. The effectiveness of robust control with fixed-order controllers are demonstrated by some numerical examples.

Free Research Field

制御工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の学術的意義は、ノンパラメトリックモデルである有限個周波数応答モデルを制御対象のモデルとして使うことにより、ロバストＰＩＤ制御器設計や固定次数制御器を用いたロバスト制御系設計が凸最適化問題として定式化することができるということを示した点にある。また、有限個周波数応答モデルは実験データから直接導出することができる等の特質により、本研究で開発した設計法は現実の制御対象に適用することが容易であり大変実用的である。この点において、本研究で得られた成果は社会的意義も高い。