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分数階微分を用いた制御器による、ある非線形システムの設計法に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 16760186
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 機械力学・制御
研究機関高知工業高等専門学校

研究代表者

池田 富士雄  高知工業高等専門学校, 機械工学科, 助手 (30353337)

研究期間 (年度) 2004 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2006年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2005年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2004年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
キーワード制御工学 / アルゴリズム / 分数階微分 / 非線形補償 / ギアバックラッシュ / 制御系設計 / 非線形システム / 飽和要素
研究概要

分数階微分(Fractional Calculus)を用いた数理モデルである分数階微分方程式モデル(FCモデルとよぶ)に基づく制御系は、従来の整数階微分方程式モデルに基づく制御系に比べて、本質的に非線形要素に対してロバストであることが理論的に明らかにされつつあり、実験的にもその有効性が確認されている。本研究での目的は、非線形要素の種類を陽に考慮することなく設計することができ、かつ調整も容易な、FCモデルに基づく制御系設計法を提案することである。そして非線形要素の一種であるアンプの飽和や、ギアのバックラッシ、摩擦などに対してFCモデルを適用し、計算機シミュレーションおよび実験的検証により、提案した設計法の有効性を示すことである。
昨年に引き続き本年度は、当初の研究計画に従い以下の研究を実施した。
1.従来の制御系設計法を拡張することにより、制御対象の非線形系に対して適切なFCモデルに基づく制御器による設計法を提案し、具体的なアルゴリズム、設計手順を開発した。
2.製作した実験装置に対して制御実験を行い、さらにより良い性能が得られるためのパラメータの調整等を行い、制御器の改良を進めた。
3.学術論文への投稿および掲載(1件)、国際会議等での発表(2件)を行った。

報告書

(3件)
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文 (8件)

  • [雑誌論文] 非等間隔サンプルデータを用いた分数階微積分の数値計算法2006

    • 著者名/発表者名
      池田富士雄
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集 42・8

      ページ: 941-948

    • NAID

      10019295730

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] A Design of Discrete Fractional-order PID Controllers by Using Inhomogeneous Sampling Algorithm2006

    • 著者名/発表者名
      F.Ikeda, S.Toyama
    • 雑誌名

      Proceedings of the 8th International Conference on Motion and Vibration Control WB1-6

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 分数階微積分の数値計算法2006

    • 著者名/発表者名
      池田 富士雄
    • 雑誌名

      高知工業高等専門学校学術紀要 51(掲載予定)

    • NAID

      40007356630

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] A Numerical Algorithm by using Changing Time Intervals for Discrete Fractional Derivatives and Integrals2005

    • 著者名/発表者名
      Fujio IKEDA
    • 雑誌名

      Proceedings of the SICE Annual Conference 2005

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 非等間隔サンプルデータを用いた分数階微積分コントローラの設計法2005

    • 著者名/発表者名
      池田 富士雄
    • 雑誌名

      第9回運動と振動の制御シンポジウム資料

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] A Numerical Algorithm by using Non-uniformly Time Steps for Discrete Fractional Derivatives and Integrals2005

    • 著者名/発表者名
      Fujio Ikeda
    • 雑誌名

      SICE Annual Conference 2005 (発表予定)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] A Design of Discrete Fractional Order Controllers by Non-uniformly Time Steps2005

    • 著者名/発表者名
      池田 富士雄
    • 雑誌名

      Dynamics and Design Conference 2005

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 分数階微分制御器の簡易型数値計算法2004

    • 著者名/発表者名
      池田 富士雄
    • 雑誌名

      第47回自動制御連合講演会論文集 47

      ページ: 237-237

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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