2017 Fiscal Year Annual Research Report
Mathematical Programming-based Controller Design for Extremely Improving Servo Performance
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16K21098
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
前田 佳弘 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70769869)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 数理計画法 / フィードバック制御 / サーボ / 極限性能追及 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
産業サーボシステムの極限性能を追求するためのフィードバック（FB）制御器設計法の確立を目的に，平成29年度は，平成28年度に構築した数理計画法に基づくFB制御器設計法を基礎として極限性能追及アルゴリズムを構築・評価した。以下に，平成29年度の成果をまとめる。
１．最適化問題の可解性と評価値解析に基づく極限性能追及アルゴリズムの構築： 多様な構造自由度を有するFB制御器設計を数理計画法によって安定的に行うため，制御器の分子・分母パラメータを2種類の最適化アルゴリズムを組み合わせて設計するアルゴリズム構成を見出した。そして，指定する安定性制約下における外乱抑圧性能最大化問題の可解性と外乱抑圧性能の解析を効果的に行うことで，指定する複数の制御器構造の中から制御性能が最良となる構造・パラメータを一意に設計することが可能となった。
２．ガルバノスキャナの特性変動に対するロバスト性能の実験評価： 特性変動が生じた場合でも所望の安定性を確保し、かつ外乱抑圧性能を最大化する設計問題として，ガルバノスキャナに対して提案アルゴリズムを実験適用した。ある固定構造FB制御器に対する従来設計法と比較した結果，制御性能を30％以上向上するという優れた効果を得た。
2年に渡る研究全体としては，概ね計画通りに進行し，数理最適化問題の可解性と評価値解析という独創的なFB制御器設計アプローチによって，従来技術では達成し得ない制御性能の追求をシステマティックに実行可能とする設計法を確立した。本技術は，様々な制御対象や制御問題への応用も可能であることから，メカトロニクス制御分野への波及効果が期待できる。また，本技術を基調とした将来的な研究課題も明らかになっており，更なる発展・展開も期待できる。
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