| 研究課題/領域番号 |
17560202
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
機械力学・制御
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
堀 憲之 筑波大学, 大学院・システム情報工学研究科, 教授 (70312824)
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| 研究期間 (年度) |
2005 – 2007
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| 研究課題ステータス |
完了 (2007年度)
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| 配分額 *注記 |
3,380千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 180千円)
2007年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2006年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2005年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
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| キーワード | 厳密離散時間化 / デルタ型離散時間モデリング / 非線形ディジタル制御 / 空気ジェット流量率制御 / 小型浮揚機 / ハイブリッドモデル / 姿勢制御 / 小型無人飛翔ロボット / 浮揚ロボット / 離散時間モデリング |
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| 研究概要 |
1. 定係数非線形スカラ系のダイナミクスを表現するロジスティック、ベルヌーイ、リカッチ微分方程式に対して、各種の非線形変数変換による厳密線形化手法とそれらに基づく厳密離散時間化手法を開発した。既存の方法では線形化されたシステムは一般に不安定であるた、提案した方法では必ず安定にできるなど、制御系設計に有効である。またこれらの知見を適用して、行列の定係数リカッチ型微分方程式の厳密線形化と厳密離散時間化にも成功した。
2. 厳密離散時聞化に未だ成功していない非線形システムに対して、デルタ形式で現れる離散時間積分ゲインという概念を導入し、新しいパラメータ同定法を提案した。このゲインは線形システムでは定数であるが、非線形システムの場合には状態変数や入力に依存する。いくつかの1次系とファンデルポール型の2次系については、ノイズのない理想的な場合、ゲインの形をうまく選定することにより、従来の方法よりも精度が高い結果が得られることをシミュレーションにより確認した。
3. 圧縮空気の噴出による2次元および3次元小型浮揚機を設計・試作した。ノズルから噴出する空気はサーボバルブでその流量を調節し、それにより高度、ロール、ピッチ姿勢の制御を行った。実験によりプラントのモデルを求め、制御系を部分モデルマッチング法により設計した。このコントローラの実行はディジタル制御によったが、一般に用いられているタスチン法ではサンプル周波数が1kHz必要であるのに対して、本研究で提案した方法では50Hzでも十分良い結果を得ることができた。
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