2014 Fiscal Year Research-status Report
並列モデルを用いた非最小位相系の制御系設計方法の構築
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25420433
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
千田 有一 信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (00345753)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池田 裕一 信州大学, 学術研究院工学系, 助教 (80435396)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 非最小位相系 / 未知外乱推定器 / 外乱オブザーバ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では，非最小位相系を対象として広帯域な未知外乱推定器および制御系の設計手法を構築することを目的としている．そのため，性能向上につながる並列モデルの設定方法の提案，効果的な並列モデルを用いた未知外乱推定器の設計方法の構築，およびHDDモデルなどの現実的な対象を通した性能検証を計画している．平成26年度には次の検討を行った．
（１）並列モデルの設定方法の提案：並列モデルPm(s)の見通しの良い設定方法を構築することを目指し，周波数応答マッチングによる方法について検討した．その結果，周波数応答のマッチング性能を評価関数とし，最小位相性の制約条件等をLMIによって定式化することで設計問題を定式化した．その際，最小位相性の制約条件式の記述が可解性に大きく影響するが，KYP補題を用いた表現による別解法を見出した．その結果，従来の方法に比較してより広い制御対象においても数値的に不安定となることが無く，解が得られることが確認できた．
（２）並列モデルを用いた未知外乱推定手法の構築：（１）で求めたLMIに基づく定式化を用いて未知外乱推定器を設計し，性能検証を行った．さらに，バンドパスフィルタを併用することで広帯域化する方法を見出し，例題によって性能検証を行った．
（３）より現実的な制御対象に対する未知外乱推定の性能検証：（１）および（２）の成果を用いて，HDD制御系などの現実的なシステムを対象とした性能検証に取り組んでいる．制御対象の次元が高い場合には数値的な問題によって必ずしも解が得られない．この点について，さらに検討を進めている．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究計画としていた課題のうち，「（１）並列モデルの設定方法の提案」については発展的な方法が提案できた．さらに，その方法を用いて「（２）並列モデルを用いた未知外乱推定手法の構築」を行い，数値シミュレーションによっては十分な性能を得ることが出来た．
一方，「（３）より現実的な制御対象に対する未知外乱推定の性能検証」については，HDD制御系などの現実的なシステムを対象とした性能検証に取り組んでいるものの，制御対象の次元が高い場合には数値的な問題によって必ずしも解が得られないことも見出している．この点について，さらに検討を進める必要が有る．
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| Strategy for Future Research Activity |
研究計画としていた４つの課題，（１）並列モデルの設定方法の提案，（２）並列モデルを用いた未知外乱推定手法の構築，（３）より現実的な制御対象に対する未知外乱推定の性能検証，（４）並列モデルを用いた制御系設計手法の構築，のうち，（３）についてはHDD制御系などの現実的なシステムを対象とした性能検証に取り組んでいるものの，制御対象の次元が高い場合には数値的な問題によって必ずしも解が得られないことも見出している．この点について，さらに検討を進め，改善策を模索する．また，（４）については（１）および（２）の成果に基づき，未知外乱推定値に基づく等価入力外乱補償によって性能向上が図れるか否かについて検討を行う．
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