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厳密線形化によるPWM型入力系精密制御のための基礎理論構築

研究課題

研究課題/領域番号 17K14698
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 制御・システム工学
研究機関宇都宮大学

研究代表者

鈴木 雅康  宇都宮大学, 工学部, 助教 (10456692)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードパルス幅変調 / 非線形システム / 厳密線形化 / 追従制御 / 零配置 / ガルバノスキャナ / 周波数整形型終端状態制御 / 制御工学
研究成果の概要

パワーエレクトロニクスやメカトロニクスをはじめとするさまざまな分野でパルス幅変調方式を用いた制御系が構築され,低コスト化の実現などその有意性は広く認められている.しかしながら,この方式が有する非線形特性が問題となり,高速高精度のモーションコントロールには敬遠されている現状がある.本研究では,制御周期内においてパルス矩形波の幅だけでなくその数や配置も操作することによって,系の非線形特性を消去して制御系設計が容易になることを理論的に示し,制御性能を向上させるためのいくつかの方法を提案した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

提案した矩形パルスの数/幅/配置の操作は,時間的なスイッチングにより実現され,制御系に新たなアクチュエータを追加することなく操作量の自由度を増やすという戦略に特色があり,類似の研究報告はほとんどない.本研究では,自由度を与えた矩形パルスがどのように系に影響を与えるかという最も基本的で重要な性質のいくつかを解明しており,拡張されたPWM方式による制御系の研究において先駆的なものになり得ると考える.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Star-shaped control-vector sets of second-order systems with PWM-type input2019

    • 著者名/発表者名
      Masayasu Suzuki, Mitsuo Hirata
    • 雑誌名

      Automatica

      巻: 116 ページ: 108924-108924

    • DOI

      10.1016/j.automatica.2020.108924

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 多自由度パルス幅変調方式による制御2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木雅康,平田光男
    • 雑誌名

      システム/制御/情報

      巻: 63

    • NAID

      130007706801

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] PWM型入力サンプル値系における多入力厳密線形化法2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木雅康, 平田光男
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集

      巻: 54 号: 2 ページ: 194-200

    • DOI

      10.9746/sicetr.54.194

    • NAID

      130006386649

    • ISSN
      0453-4654, 1883-8189
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exact linearization of third-order systems with pulse-width-modulation-type inputs2018

    • 著者名/発表者名
      Masayasu Suzuki, Mitsuo Hirata
    • 雑誌名

      Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE

      巻: 9 号: 2 ページ: 204-217

    • DOI

      10.1587/nolta.9.204

    • NAID

      130006602788

    • ISSN
      2185-4106
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 多自由度PWM型入力によるガルバノスキャナの部分状態完全追従制御2020

    • 著者名/発表者名
      北垣 瞭太, 鈴木 雅康, 平田 光男
    • 学会等名
      第7回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] A remark on zero placement in exact linearization using multi-degree-of-freedom PWM-type input2019

    • 著者名/発表者名
      Masayasu Suzuki, Kohta Tamekuni, Mitsuo Hirata
    • 学会等名
      Asian Control Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] PWM型入力系の周波数整形型終端状態制御に関する一考察2019

    • 著者名/発表者名
      瀧澤侑也,鈴木雅康,平田光男
    • 学会等名
      日本機械学会情報・知能・精密機器部門講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Final-state control of a motion control system with energy storage mechanism2018

    • 著者名/発表者名
      Mitsuo Hirata, Masahiro Fukuda, Masayasu Suzuki
    • 学会等名
      International Conference on Motion and Vibration Control
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Partial state perfect tracking control of PWM-type input systems2018

    • 著者名/発表者名
      Masayasu Suzuki, Mitsuo Hirata
    • 学会等名
      International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] PWM型入力による不安定零点の安定化に関する一考察2018

    • 著者名/発表者名
      爲國康太,平田光男,鈴木雅康
    • 学会等名
      電気学会メカトロニクス制御研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 多自由度PWM型入力を用いた厳密線形化の零配置に関する一考察2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木雅康,爲國康太,平田光男
    • 学会等名
      自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] A study on PWM-type input systems: Ability of multiple pulses to generate arbitrary vectors and exact linearization2018

    • 著者名/発表者名
      Masayasu Suzuki, Mitsuo Hirata
    • 学会等名
      IEEJ International Workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Star-shaped input-value sets of second-order PWM-type systems2018

    • 著者名/発表者名
      Masayasu Suzuki, Mitsuo Hirata
    • 学会等名
      IEEE International Workshop on Advanced Motion Control
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 参照信号最適化をともなう単相インバータの制御:厳密線形化法によるアプローチ2017

    • 著者名/発表者名
      永藤壮大, 鈴木雅康, 平田光男
    • 学会等名
      自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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