2015 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, その他の研究科, 名誉教授 (80111772)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
増淵 泉 神戸大学, その他の研究科, 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 / オーバーシュートの抑制 / ロバストａ％整定制御 / 非線形制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成２７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）サーボプレスの制御においては，動作時間が大きく異なる２つの動作がある．これを利用して２つのリファレンスガバナをほぼ独立に動作させることにより，オンラインでの計算量を低減するとともに良好な制御性能を持たせることができた．
２）積分型非線形サーボシステムに対して，一定値入力に対するの存在範囲の推定を行い，有限時間で制御出力とリファレンス入力の相対的誤差をａ％以下にするロバストａ％整定時間制御を提案した．なお，この方法では，単に，有限時間で相対的誤差をａ％以下にするだけではなく，一旦相対的誤差をａ％以下にすると，それ以後も相対誤差をａ％以下になるように制御する．
３）誤差のない線形時間不変システムに対して，整定時間を指定した時間以内にできる制御系の設計方法を提案した．また，制御入力に振幅制限がある場合についても，リファレンスガバナを用いて，整定時間を指定した時間以内にする方法についても検討した．なお，リファレンス入力の大きさと制御入力に対する振幅制限の大きさによって所望の整定時間を実現できない場合は当然ある．
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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，動作時間が大きく異なる２つの動作があるサーボプレスの制御について検討した．これについては，良好な結果を得ることができたが，一般化については，今後の検討を必要とする．
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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．これまでの研究結果から，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２７年度はサーボアンプへの応用を行ったが，これをさらに他のシステム，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 |
2014年増淵の購入予定であったPCをよりスペックが高いものに変更して購入することが妥当であると判断され，2015年度分の経費と併せて購入する方針に変更したが，太田が定年退職した後，増淵が非常に多忙であったため，2015年度内の購入に間に合わなかった．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
昨年度購入予定であったが未購入に終わったPCは，今年度早々に購入する．
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Research Products
(6 results)
