| Project/Area Number |
15K06159
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Research Field |
Control engineering/System engineering
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| Research Institution | Japan Aerospace EXploration Agency |
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Principal Investigator |
SATO Masayuki 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 主任研究開発員 (90358648)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2018)
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| Budget Amount *help |
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | ロバスト制御 / ゲインスケジュールド制御 / スケーリング行列 / 飛行制御 / スケーリング / Gain-scheduled 制御 / scaled H∞ 制御 / 線形パラメータ変動システム |
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| Outline of Final Research Achievements |
We investigate the design problem of observer-based output feedback controllers with the simultaneous design of scaling matrices for performance blocks. The choice of observer-based controller is the compromise between the transparency in PID controllers and good control performance in non-structured H infinity controllers. The simultaneous design of scaling matrices and controllers is imposed by considering that multiple uncertainty blocks should be incorporated when designing controllers for practical systems. For this problem, we invented design methods for robust controllers as well as gain-scheduled controllers.
We also investigated conservatism reduction in the design problem of gain-scheduled controllers depending on inexact scheduling parameters, and proposed a new design method via so-called elimination lemma. The applicability of the method was examined by designing flight controllers for experimental aircraft and conservatism reduction was confirmed by flight tests.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
比例積分微分（PID）制御と呼ばれる非常に簡単な構造を有する制御器と高性能な制御性能を有する制御器の中間的な制御器として知られるオブザーバー併合型出力フィードバック制御器の設計問題に対して，繰り返し計算を用いることなく，制御性能に関するスケーリング行列も最適化する設計法を示した．
また，不確かなスケジューリングパラメータしか使用できない前提でのゲインスケジュールド制御器設計問題についても，理論的な性能改善方法を示し，改善方法が実際のシステムに対する制御器設計においても有効であることを実験用航空機の飛行制御器設計により示し，さらに実環境下での性能改善，すなわち，飛行試験による性能改善を確認した．
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