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スケジューリングによる適応型外乱抑制フィルタの最適設計に関する研究

Research Project

Project/Area Number 15760149
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Dynamics/Control
Research InstitutionThe University of Electro-Communications

Principal Investigator

長塩 知之  電気通信大学, 電気通信学部, 助手 (80334580)

Project Period (FY) 2003 – 2005
Project Status Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
Fiscal Year 2005: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2004: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2003: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Keywords移動体通信 / ゲインスケジュール制御 / 持続性周期外乱 / パラメータ推定 / ノッチフィルタ / FFT / LMI / 外乱抑制フィルタ / 線形行列不等式 / H∞制御 / 成層圏プラットフォーム / 強正実 / 対称
Research Abstract

本研究では、高速で移動する移動体(自動車、船舶、航空機)に搭載された可動式アンテナを、地上の固定基地局、あるいは、軌道上を周回している人工衛星や成層圏プラットホームなどの通信対象に対して、高い精度で指向させることができる制御系の設計法を検討した。このようなシステムにおいては、移動体に時々刻々変化する持続性外乱が作用することが考えられ、高精度の指向性を確保するためには、その影響を低減できる制御手法の適用が求められる。また、移動体と通信対象の相対位置は、短時間内に大きく変化するため、その変化に対応したアンテナの回転駆動により生じる制御対象の物理パラメータ変動や、通信対象に対する追従制御系の構築、などの問題を考慮する必要がある。そこで、本研究では、移動体に作用する持続性外乱の影響を低減するために、外乱抑制フィルタの周波数を変動パラメータとしてアフィンパラメータ依存形式で記述し、アンテナの追従制御を実現するためのローパスフィルタと合わせて用いることにより、H∞ゲインスケジュール制御設計法の枠組みの中で、最適となる制御器を設計する手法を提案した。また、提案手法を効果的に機能させるために、FFTを用いたスケジューリングパラメータの推定手法についても検討した。提案した手法の有効性は、車両に搭載された可動式アンテナのモデルを用いた数値シミュレーション、及び、それを模擬した実験装置による実装実験、のそれぞれにおいて確認された。
今後の課題としては、移動体の発進、停止による姿勢角度変化や三次元モデルを用いた旋回運動など、より現実的な運用状況下に対する検討が求められる。また、より高精度な制御系を実現するため、未知の外乱周期に対応できるフィルタの数を事前に決定する手法、及び、フィルタの数に比例して増加する制御器の次数を低次元化する手法、などについても検討する余地がある。

Report

(3 results)
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2005 Other

All Journal Article (2 results) Publications (2 results)

  • [Journal Article] 移動体に搭載したアンテナの指向制御2005

    • Author(s)
      長塩知之, 木田隆
    • Journal Title

      日本機械学会論文集C編 71巻711号

      Pages: 3123-3129

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Disturbance Attenuation Control of Mobile Antenna using (Parameter Varying Notch Filter2005

    • Author(s)
      Tomoyuki Nagashio, Takashi Kida
    • Journal Title

      Proc.of The 2005 IEEE International Conference on Control Application TC4.5

      Pages: 1087-1092

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Publications] 長塩 知之: "対称な制御器の設計に関する一考察"第32回制御理論シンポジウム資料. 91-94 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 池田 裕一: "対称な制御器による非線形機械システムの制御"第32回制御理論シンポジウム資料. 379-382 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report

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Published: 2003-04-01   Modified: 2016-04-21  

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