Development of systematic design technique of output-feedback type reset system and its applications to the control of the systems with collision

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K04192
• Research Institution: Iwate University
• Principal Investigator: 佐藤 淳 岩手大学, 理工学部, 准教授 (60324969)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: リセットシステム / ハイブリッドシステム / 安定解析

Outline of Annual Research Achievements

リセットシステムは連続的状態遷移に加えて，状態依存イベントの発生時には状態のジャンプを生じるハイブリッドシステムの一種である．本研究では申請者のリセットシステムに関するこれまでの理論的成果を発展させ，出力フィードバック型リセット制御の設計理論の構築とその応用に向け研究を実施した．
本研究ではこれまで出力フィードバック型リセットシステムがジャンプ不動点を持つためにNesic et al.の安定条件が成立しないことに注目し，新たな安定条件の提案について研究を行った．既存の問題設定を拡張し，共通のリセット条件に従う2つのリセットシステムのフィードバック結合についてその漸近安定条件について研究を行った．
上記の拡張により，ジャンプ不動点は「有効なジャンプ遷移モードのうち，リセット判定出力からはSchur不可検出なモード」に一般化される．Nesic et al.の安定条件はこのモードの存在を許容しないが，今回の研究によりシステムが上記のSchur不可検出モードを持っている場合，それらが制御出力からHurwitz可検出であるならば時間正則化を導入すれば連続遷移が強制されて漸近安定化されうることが明らかになった．また既存の安定解析に関する結果では直感的に，連続遷移によるLyapunov関数の減少を保証する領域とフロー集合が共通であったが，前者を適当に広げることで上記の不可検出モードの存在を許容することが可能になる．また本研究の応用としてインパルス外乱の影響を効果的に抑圧する制御系に関する研究を行った．既存のリセットサーボ系は制御対象の定常ゲイン変動に対しロバストでないことが知られているが，本研究では積分器に定常偏差補償を加速するためのフィードフォワード型のリセット則を付加したサーボ系を提案し，定常ゲイン変動に対してロバストな追従を達成しつつ連続時間制御則より速応性を高められることを確認した．