2021 Fiscal Year Annual Research Report
Construction of a control system design method that utilizes the advantages of model-based design and data-driven design
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17K06496
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
佐伯 正美 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 名誉教授 (60144325)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
和田 信敬 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (50335709)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | データ駆動設計 / H∞制御 / ループ整形 / 2自由度制御系 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，申請者のいままでの成果を発展させて，数式モデルによる安定化設計とデータ駆動設計の長所を生かした制御器設計法を構築し，２つの制御問題（モデルに基づく設計で安定化されたフィードバック系を制御対象としたデータ駆動設計，および，数式モデルから求めた安定制約を考慮したオンラインデータ駆動設計）に対する設計法を確立することである。
前年度までに、制御対象を数式モデルに基づいて適度に安定化し、その安定化された閉ループ系にオフラインデータ駆動設計を適用する方法を提案した。この方法では安定化にH∞制御理論を適用し、データ駆動設計にVRFT(Virtual reference feedback tuning)を適用する。特に，安定化にH∞ループ整形法を用い，制御器の新しい実装方式を提案した。本年度は，その根拠を理論的に明らかにした。さらに，フィードフォワード制御器の設計法も提案した。以下に詳細を述べる。
H∞ループ整形法はロバスト安定余裕が確保できるが，この制御器を単一フィードバック系に実装すると，ステップ目標値のオーバーシュートが過大になるなど追従制御に適さない。本研究では，制御器の正規化既約分解を用いた新しい実装方法を提案し，この閉ループ系の伝達関数では共振ピークが存在しないことを証明した。この新しい閉ループ系では，H∞ループ整形はロバスト安定余裕だけでなく目標値応答も最適化していることを指摘した。VRFTでPID制御器を用いる場合には，制御対象は安定な穏やかな応答が適しており，上記の閉ループ系はVRFTに適した特性を有している。この成果は計測自動制御学会で発表した。ところで，目標値応答を参照モデルに十分に近づけるためには，動的なフィードフォワード制御器が必要となる場合がある。そこでゲイン特性が参照モデルのそれと一致する設計法を提案した。この成果は未発表である。
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Research Products
(1 results)
