| 研究課題/領域番号 |
19K04282
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分20010:機械力学およびメカトロニクス関連
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| 研究機関 | 大同大学 |
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研究代表者 |
不破 勝彦 大同大学, 情報学部, 教授 (70324481)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2022年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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| キーワード | 同伴形式 / 行列方程式 / 連立方程式 / 漸化式 / アフィン写像 / モード切り換え型制御系 / ランプ外乱抑制 / 準強安定化 / 連立一次方程式 / 磁気浮上系 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
良好な時間応答が得られるモード切り換え型制御系(MSC)は行列方程式の解行列を使って設計される。例えば、磁気浮上系では3次元空間上にて12個の制御対象の状態変数を制御する必要があり、解行列は300元1次連立方程式を解かねばならない。本研究では、解行列の要素の一部を使ったMSCの制御器設計法を提案する。連立方程式は276元だけ低元化され、設計コスト削減が学界や社会に与えるインパクトは大きいものと考える。
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| 研究成果の概要 |
磁気浮上型の高速鉄道車両においては、車両の軽量化に伴い振動を抑制することが重要な課題となる。本研究では、安定した浮上位置を保つためにモード切り換え型制御系（MSC）を適用し、制御器設計アルゴリズムの構築を目的としている。制御器設計において、ある行列方程式を解く必要があるが、解行列の一部の要素を用いて設計できることに着目し、行列方程式を解く上での定式化として必要となる連立方程式の低次元解法を与えていることが特徴である。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
様々な制御問題では行列方程式により定式化されることが少なくない。本研究では、行列方程式を制御系の内部変数の数に基づく連立一次方程式とその解を使ったアフィン写像による2段階方式で解く方策を見出した。高次になるほど直接行列方程式を解くよりも次数を減らす効果が高まり、計算にかかる工数が削減できる。また、MSCの制御器は行列方程式を直接解かなくても前述の連立一次方程式の解から求めることができ、設計に係る工数も削減できる。
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