ヒステリシスを含むシステムの高度化制御及びそのナノサーボステージへの応用

• 研究課題/領域番号: 21560474
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 制御工学
• 研究機関: 芝浦工業大学
• 研究代表者: 陳 新開 芝浦工業大学, システム理工学部, 教授 (50273347)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2011年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2010年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2009年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: ヒステリシス / 高度化制御 / 動的システム / Prandtl-Ishlinskiiモデル / Preisachモデル / 圧電アクチュエータ / 超磁歪アクチュエータ / ナノサーボステージ / スマートマテリアル

研究概要

圧電アクチュエータや超磁歪アクチュエータなどの入出力関係のヒステリシス現象を表現できる数学モデルを提案した。そして、ヒステリシスを入力側に含む線形システムに対し、ロバスト高度化制御則を合成し、閉ループシステムの安定性及び出力誤差を解析した。さらに、超磁歪アクチュエータで駆動するナノサーボステージへ応用し、提案手法の有効性を確認し、ナノサーボステージの高精度位置制御を実現した。

研究成果

• [雑誌論文] Adaptive control for plants in the presence of actuator and sensor uncertain hysteresis (2011)
  • 著者名/発表者名: X. Chen and T. Ozaki
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Automatic Control 巻: vo. 56, no.1 ページ: 171-177
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adaptive control for plants in the presence of actuator and sensor uncertain hysteresis (2011)
  • 著者名/発表者名: X.Chen, T.Ozaki
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Automatic Control 巻: 56 号: 1 ページ: 171-177
  • DOI: 10.1109/tac.2010.2084151
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adaptive control for uncertain continuous-time systems using implicit inversion of Prandtl-Ishlinskii hysteresis representation (2010)
  • 著者名/発表者名: X. Chen, T. Hisayama, and C.-Y. Su
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Automatic Control 巻: vol.55, no.10 ページ: 2357-2363
  • 査読あり
• [雑誌論文] メカトロ系におけるヒステリシスのモデリングおよびその制御設計への応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 陳新開
  • 雑誌名: 計測と制御 巻: vol.49, no.10 ページ: 444-450
  • NAID: 10026797917
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adaptive Control for Uncertain Continuous-Time Systems Using Implicit Inversion of Prandtl-lshlinskii Hysteresis Representation (2010)
  • 著者名/発表者名: Xinkai Chen, et al
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Automatic Control 巻: 55 ページ: 2357-2363
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pseudo-inverse-based adaptive control for uncertain discrete time systems preceded by hysteresis and disturbances (2009)
  • 著者名/発表者名: X. Chen, T. Hisayama, and C.-Y. Su
  • 雑誌名: Automatica 巻: vol.45, no.2 ページ: 469-476
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adaptive control of system involving complex hysteretic nonlinearities : A generalized Prandtl-Ishlinskii modelling approach (2009)
  • 著者名/発表者名: C.-Y. Su, Y. Feng, H. Hong, and X. Chen
  • 雑誌名: International Journal of Control 巻: vol.82, no.10 ページ: 1786-1793
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pseudo-inverse-based adaptive control for uncertain discrete time systems preceded by hysteresis (2009)
  • 著者名/発表者名: Xinkai Chen, et al
  • 雑誌名: Automatica 45 ページ: 469-476
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adaptive control of system involving complex hysteretic nonlinearities : a generalized Prandtl-Ishlinskii modelling approach (2009)
  • 著者名/発表者名: Chun-Yi Su, et al
  • 雑誌名: International Journal of Control 82 ページ: 1786-1793
  • 査読あり
• [学会発表] Adaptive control for continuous-time systems in the presence of actuator and sensor hysteresis (2011)
  • 著者名/発表者名: X.Chen, Y.Feng, C.-Y.Su
  • 学会等名: 50th IEEE Conference on Decision and Control (CDC 2011)
  • 発表場所: Orlando, FL, USA
  • 年月日: 2011-12-13
• [学会発表] Advanced adaptive control for piezo-actuated nano-positioner (2011)
  • 著者名/発表者名: X.Chen, C.-Y.Su, T.Fukuda
  • 学会等名: 37th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON 2011)
  • 発表場所: Melbourne, Australia
  • 年月日: 2011-11-10
• [学会発表] Preisachモデルで表すヒステリシスを含むシステムの制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大島陳
  • 学会等名: 第40回制御理論シンポジウム
  • 発表場所: 大阪ホテルコスモスクエア
  • 年月日: 2011-09-26
• [学会発表] Advanced control for the XY-table driven by piezo-actuators (2011)
  • 著者名/発表者名: X.Chen, Y.Feng, C.-Y.Su
  • 学会等名: 18th IFAC World Congress (IFAC 2011)
  • 発表場所: Milano, Italy
  • 年月日: 2011-09-01
• [学会発表] High precision adaptive control for XY-table driven by piezo-actuator (2011)
  • 著者名/発表者名: X.Chen
  • 学会等名: 2011 International Conference on Advanced Mechatronic Systems (ICAMechS 2011)
  • 発表場所: Zhengzhou, China
  • 年月日: 2011-08-12
• [学会発表] Adaptive control for piezo-actuated XY-table (2011)
  • 著者名/発表者名: X.Chen, M.Hattori
  • 学会等名: 2011 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation (IEEE ICMA 2011)
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 2011-08-08
• [学会発表] High precision control for nano-positioner actuated by smart materials (2011)
  • 著者名/発表者名: X.Chen
  • 学会等名: 2011 Chinese Control Conference (CCC 2011)
  • 発表場所: Yantai, China
  • 年月日: 2011-07-23
• [学会発表] 単軸ポジショナの適応制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 尾崎陳
  • 学会等名: 第43回計測自動制御学会北海道支部学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2011-03-01
• [学会発表] 2次元ナノポジショナの高精度制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 袖野尾崎陳
  • 学会等名: 第43回計測自動制御学会北海道支部学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2011-03-01
• [学会発表] Adaptive control for continuous-time systems in the presence of actuator and sensor hysteresis (2011)
  • 著者名/発表者名: X. Chen, Y. Feng and C.-Y. Su
  • 学会等名: 50th IEEE Conference on Decision and Control(CDC 2011)
  • 発表場所: Orlando, USA
• [学会発表] Advanced adaptive control for piezo-actuated nano-positioner (2011)
  • 著者名/発表者名: X. Chen, C.-Y. Su and T. Fukuda
  • 学会等名: 37th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society(IECON 2011)
  • 発表場所: Melbourne, Australia
• [学会発表] Advanced control for the XY-table driven by piezo-actuators (2011)
  • 著者名/発表者名: X. Chen, Y. Feng and C.-Y. Su
  • 学会等名: 18th IFAC World Congress(IFAC 2011)
  • 発表場所: Milan, Italy
• [学会発表] High precision adaptive control for XY-table driven by piezo-actuator (2011)
  • 著者名/発表者名: X. Chen
  • 学会等名: 2011 International Conference on Advanced Mechatronic Systems(ICAMechS 2011)
  • 発表場所: Zhengzhou, China
• [学会発表] Adaptive control for piezo-actuated XY-table (2011)
  • 著者名/発表者名: X. Chen and M. Hattori
  • 学会等名: 2011 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation(IEEE ICMA 2011)
  • 発表場所: Beijing, China
• [学会発表] High precision control for nano-positioner actuated by smart materials (2011)
  • 著者名/発表者名: X. Chen
  • 学会等名: 2011 Chinese Control Conference(CCC 2011)
  • 発表場所: Yantai, China
• [学会発表] High precision adaptive control for piezo-actuated stage (2010)
  • 著者名/発表者名: Xinkai Chen, Toshikuni Ozaki
  • 学会等名: IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics (ROBIO2010)
  • 発表場所: Tianjin, China
  • 年月日: 2010-12-16
• [学会発表] Advanced control for nano-positioner driven by piezo actuator (2010)
  • 著者名/発表者名: Xinkai Chen, Chun-Yi Su
  • 学会等名: 6th International Conference on Computer Engineering & Systems (ICCES'10)
  • 発表場所: Cairo, Egypt
  • 年月日: 2010-11-30
• [学会発表] 圧電アクチュエータで駆動されるXYテーブルの高精度制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 袖野尾崎陳
  • 学会等名: 計測自動制御学会2010年度産業部門大会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2010-11-09
• [学会発表] 圧電アクチュエータで駆動されるXYテーブルの高精度制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 袖野, 尾崎, 陳
  • 学会等名: 計測自動制御学会 2010年度産業部門大会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2010-11-09
• [学会発表] 圧電アクチュエータで駆動される単軸ポジショナの高精度制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 尾崎陳
  • 学会等名: 第53回自動制御連合講演会
  • 発表場所: 高知城ホール
  • 年月日: 2010-11-04
• [学会発表] Adaptive high precision Control for piezo-actuated nano-positioner (2010)
  • 著者名/発表者名: Toshikuni Ozaki, Xinkai Chen
  • 学会等名: 2010 IEEE International Symposium on Intelligent Control (IEEE ISIC2010)
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 2010-09-10
• [学会発表] Adaptive control for systems preceded by hysteresis represented by Preisach model (2010)
  • 著者名/発表者名: Xinkai Chen
  • 学会等名: 10th IFAC Workshop on Adaptation and Learning in Control and Signal Processing (ALCOSP 2010)
  • 発表場所: Antalya, Turkey
  • 年月日: 2010-08-27
• [学会発表] High precision adaptive control for piezo-actuated stage (2010)
  • 著者名/発表者名: X. Chen and T. Ozaki
  • 学会等名: 2010 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics(ROBIO2010)
  • 発表場所: Tianjin, China
• [学会発表] Advanced control for nano-positioner driven by piezo actuator (2010)
  • 著者名/発表者名: X. Chen and C.-Y. Su
  • 学会等名: 6th International Conference on Computer Engineering & Systems(ICCES' 10)
  • 発表場所: Cairo, Egypt
• [学会発表] Adaptive high precision control for piezo-actuated nano-positioner (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Ozaki and X. Chen
  • 学会等名: 2010 IEEE International Symposium on Intelligent Control(IEEE ISIC2010)
  • 発表場所: Yokohama, Japan
• [学会発表] Adaptive control for systems preceded by hysteresis represented by Preisach model (2010)
  • 著者名/発表者名: X. Chen
  • 学会等名: 10th IFAC Workshop on Adaptation and Learning in Control and Signal Processing(ALCOSP 2010)
  • 発表場所: Antalya, Turkey
• [学会発表] High precision control of the piezo-actuated stage (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Ozaki and X. Chen
  • 学会等名: 2010 International Conference on Modelling, Identification and Control
  • 発表場所: Okayama, Japan
• [学会発表] Adaptive control for piezo-actuated nano-positioner (2009)
  • 著者名/発表者名: Xinkai Chen
  • 学会等名: IFAC 15^<th> Symposium on System Identification(IFAC SYSID)
  • 発表場所: Saint Malo, France
  • 年月日: 2009-07-08
• [学会発表] Adaptive control for plants in the presence of actuator and sensor hysteresis nonlinearities (2009)
  • 著者名/発表者名: X. Chen and T. Ozaki
  • 学会等名: IEEE Conference on Decision and Control(IEEE CDC)
  • 発表場所: Shanghai, China
• [学会発表] Control for systems in the presence of actuator and sensor hysteresis (2009)
  • 著者名/発表者名: X. Chen and T. Ozaki
  • 学会等名: IEEE Africon
  • 発表場所: Nairobi, Kenya
• [学会発表] High precision control for piezo-actuated positioners (2009)
  • 著者名/発表者名: X. Chen
  • 学会等名: IEEE International Conference on Mechatronics and Automation(IEEE ICMA)
  • 発表場所: Changchun, China