2017 Fiscal Year Research-status Report

有界伝送ノイズに対するフィードバック制御系の耐性強化

Research Project

Project/Area Number	17K14702
Research Institution	Yamaguchi University
Principal Investigator	新銀秀徳山口大学, 大学院創成科学研究科, 助教 (60535243)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords	安定化 / 入力外乱 / 最適制御
Outline of Annual Research Achievements	一入力の離散時間の線形動的システムを有界な入力外乱の下で安定化する制御器のパラメータ化を与えた。安定化制御器のパラメーター化は、従来のロバスト制御や外乱抑制制御においても重要な基礎とされている。上記のような持続的な擾乱の下では、制御対象の状態を平衡点である原点に収束させることはできない。そのため、制御仕様は想定されるすべての外乱に対して状態の二次形式を大域的に一定のレベル以下にまで抑制することとした。外乱としては，制御器と制御対象の間に加わり，最大振幅が既知である信号を想定した。制御器のクラスとしては、線形に限定しない静的な状態フィードバックとして実現できるものを対象とした。振幅に関する先見情報を制御則に反映させることは、制御性能の向上につながると期待される。本年度の研究では、このような制御器の全体を行列パラメータにより記述した。このパラメータはcheap controlと呼ばれる入力重みがない場合のレギュレーション問題に対する最適制御則を与えるリッカチ方程式において、状態の重みに相当する正定行列である。制御則の全体は、最適制御則を与えるフィードバックゲインと入力値に対する許容幅により表わされた。従来研究において、cheap controlの制御則は、外乱に対する振幅増幅率を抑制するl1制御の特別な場合において最適であることが保証されている。本研究により、振幅の先見情報を利用する場合もcheap controlが重要になることがわかった。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 外乱の振幅情報を利用することで外乱の下で制御対象を安定化するクラスの制御器の全体を明らかにすることができた。本結果は今後の制御器設計の基礎として利用できると考えられる。
Strategy for Future Research Activity	これまでに得られた制御器のパラメータ化の結果に基づいて、制御器が実現する制御性能を評価する予定である。さらに、所望の制御性能を満たす制御器を設計する方法を考案したいと考えている。一方、制御則を実装するための実験環境を構築する予定である。
Causes of Carryover	当該年度は実験環境を構築するための理論的基礎の構築に重点を置いたため。また、理論の検証のための数値計算については既存の環境の範囲で実行できたため。実験環境の構築および実験に対応したシミュレーションの実行に必要な環境の整備に使用する予定である。