2013 Fiscal Year Research-status Report
最適制御の逆問題を応用したPID型分散制御に基づく真の分散制御実現を目指した研究
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25820183
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Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
國松 禎明 熊本大学, 自然科学研究科, 助教 (30379309)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 分散制御 / PID制御 / 最適制御 |
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| Research Abstract |
平成25年度における研究実績の概要は以下のとおりである．
1) これまで分散型PID制御系において十分条件のみ与えられていたLQ最適性について，最適制御の逆問題の結果を用いて必要十分条件を与えることができた．
2) これまで相対次数2以下の制御対象のみ適用可能だった分散型PID制御を拡張し，並列フィードフォワード補償器を用いて相対次数制約のない分散制御手法を提案した．これは並列フィードフォワード補償器による拡大系に対して分散型PID制御を適用することで，閉ループ系全体の安定化を図った手法である．特に，並列フィードフォワード補償器を設計する際，これまでの結果を効率的に使用して相対次数制約の緩和を実現した．また，最終的に得られる制御器自体はPID制御器ではなくなるが，分散構造が保持できる手法を提案した．
3) パラメータの不確かさを有する制御対象に対しても分散型PID制御によってロバスト安定化できる手法を提案した．まだ十分な結果とは言えないが，これによってロバスト安定化を実現できる可能性が示せた．
4) これまで対角形制御器を持つ分散型PID制御系のみを扱ってきたが，任意の制御器構造を持つ分散型PID制御系にも対応できるように拡張した．これによって様々な構造の分散型PID制御器を設計することが可能となった．特に，三角構造を持つ制御器についてはLU分解にもとづく手法によって，LQ最適性の実現が容易であることを示した．
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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
以下の進捗状況から，研究はおおむね順調に進展していると考えている．
1) これまで分散型PID制御系の最適性については，十分条件のみが与えられていたが，必要十分条件を与えることができた．
2) これまで相対次数2以下の制御対象のみ適用可能だった分散型PID制御を拡張し，相対次数に制約のない分散制御手法を提案した．特に，安定な制御対象だけでなく，不安定な制御対象にも適用可能な並列フィードフォワード補償器を提案しており，平成26年度実施予定分を一部先取りした結果となっている．
3) パラメータの不確かさを有する制御対象に対しても分散型PID制御によってロバスト安定化できる手法を提案した．まだ十分な成果とは言えないが，これも平成26年度実施予定分を一部先取りした結果となっている．
4) 物理的な意味の解明については必ずしも進展していないところがあり，これについては平成26年度以降の課題である．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成26年度では，以下の研究を中心に推進していく予定である．
1) 平成25年度でも一部考察しているが，現実的にはモデル化誤差が存在することが普通であるため，パラメータに不確かさがある場合に対するロバスト性についてさらに考察し，ロバスト安定性を実現できるようなより良い手法を提案する．
2) 平成25年度において提案した並列フィードフォワード補償器を用いる分散制御手法について，安定性だけでなく性能を追求する手法の開発を進める．その上で，LQ最適性が成り立つかどうかについても検討する．
3) 任意の制御器構造を持つ分散制御系について，安定性，最適性，ロバスト性等のさらなる検討を進める．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
当初予定していたロボットアームから小型のロボットアームへ購入を変更したため．
ロボットアームの実験補助として，申請時に計上していなかった人件費または謝金を見込むとともに，実験を補助するソフトウェアの購入も見込んでいる．また，実際の助成額は申請時から減額されているため，その減額分にも充てる予定である．
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