2014 Fiscal Year Research-status Report
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26420417
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
太田 有三 神戸大学, システム情報学研究科, 名誉教授 (80111772)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
増淵 泉 神戸大学, システム情報学研究科, 准教授 (90283150)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 拘束系の制御 / サーボプレスの制御 / オーバーシュートの抑制 / 逆動作の抑制 / ロバストａ％整定制御 / 有限時間整定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成１４年度の研究では，概略，以下の３つの成果を得ることができた．
１）リファレンスガバナを用いた制御のための最大出力許容集合の新しい特徴付けを提案した．これにより，制御対象が積分器を持つ場合に限らず，リファレンスガバナを用いた制御を比較的容易に行えるようになった．さらに，オーバーシュートの抑制や不安定零点を持つ場合の逆動作の抑制なども拘束系の制御と同様な枠組みで行うことが可能となった．
２）上の結果を，サーボプレスの制御に適用し，シミュレーションを通じてであるが，良好な制御結果を得られることを示した．また，サーボプレスの制御に関連して複数のリファレンスガバナを用いる方法を提案し，これによりオンラインでの計算量を削減することができることを示した．
３）不確かさを有しないシステムに対するデッドビート制御に対応する（不確かさを有するシステムに対する）ロバストａ％整定制御を提案した．この方法は，一定値入力に対する平衡点が不確かさに依存しない場合は，ＲＯＣ法の素直な拡張であるが，平衡点が不確かさに依存する場合は，平衡点の存在範囲のできるだけ正確な推定を行う必要がある．これに関しては，一定の結果を得ているが，今後更に研究を進める必要がある．
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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
本年度は，(A) 整定時間やオーバーシュートなどを直接的な仕様として良好な目標値追従特性を実現できる特性の高次系への拡張，(B) 上の(A)に基づいて設計する制御器とロバスト安定性や外乱抑制を目的として設計する制御器の両方の長所を活かす制御系の構造と制御器の設計方法の検討，(C) リファレンスガバナを用いた拘束系の制御，という３課題に関する研究を遂行することを目標にしていた．
線形系の枠内では(A)の方法による制御器を用いた制御器が非常に良好な制御性能を発揮していたが，課題(B)の研究に関連して，制御入力に対する制約を持つシステムに対しては，オーバーシュートの抑制を加えると，少し制御器を修正する方が良好な制御性能を発揮することが判明した．このため，これらの制約を考慮する場合の制御器の設計方法を考え直す必要が出てきた．このため，課題（A),(B)に関して当初の方針を変更しロバストａ％整定時間制御法を中心に研究した．この結果，課題(A),(B)は少し遅れている面もあるが，おおむね順調に進展していると言える．
課題(C)については，サーボプレスの制御について検討した．シミュレーションを通じてであるが，良好な制御結果を得られることを示した．また，サーボプレスの制御に関連して複数のリファレンスガバナを用いる方法を提案しこれによりオンラインでの計算量を削減することができることを示した．したがって，課題(C)は順調に進展しているとといえる．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は，次の３つの課題を中心に研究を進める計画である．
(A) リファレンスガバナを用いる制御のオンライン計算量の低減．オンライン計算量は最大出力許容集合のファセット数に比例するが，対象システムの次元が大きくなると最大出力許容集合のファセット数が膨大になる．この結果サンプル周期内に必要な計算を完了することが困難となる．これに対して，次の２つの観点から検討する．(A-1)モデルフォロイング制御系としての実装，(A-2)最大出力許容集合の近似．(A-1)は制御入力を低次元モデルを用いて発生させることを意図しているが，過渡的な応答は期待したほど良くないことが多い．この原因と対応策を検討する． 一方，(A-2)は最大出力許容集合の一部の情報だけを用いて制御を行うことを検討するものである．種々のシステムにリファレンスガバナを用いる制御を適用した結果を解析すると，必ずしも厳密な最大出力許容集合の情報を用いなくてもよいということが判明しており，これに対する理論的な保証を与えることを試みる．
(B) 「最適な」拘束系の制御に関する理論的検討．平成26年度の研究結果から，線形系の枠内で最適な制御系が拘束系に対しては必ずしも最適にならないことがわかっている．拘束を考慮した場合にどのようにすれば最適化問題として定式化できるかという点に戻って研究を行う．
(C) 拘束系の制御の応用．平成２６年度はサーボアンプへの応用を検討したが，これをさらに現実的な状況下で検討すると共に，他のシステム，例えば，エレベータの制御，ガルバノミラーの制御などへ応用を検討する．
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| Causes of Carryover |
増淵の購入予定であったPCがよりスペックが高いものを購入することが妥当と判断され今年度予算では不足であるので，次年度分の経費と合わせて購入する方針に変更したため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
増淵がPCを32万円で購入し，太田が国際会議(IECON2015, Nolta2015, CDC2015)と国内会議の旅費と参加費で53万円程度を使用する予定である．
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[Book] 現代制御2014
Author(s)
太田有三，深尾隆則，増淵泉，藤崎泰正
Total Pages
220(1-9, 21-55)
Publisher
オーム社
