| 研究課題/領域番号 |
60550166
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
機械力学・制御工学
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
島 公脩 北海道大学, 工学部, 教授 (10029457)
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| 研究分担者 |
石動 善久 北海道大学, 工学部, 講師 (00109480)
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| 研究期間 (年度) |
1985 – 1986
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| 研究課題ステータス |
完了 (1986年度)
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| 配分額 *注記 |
1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
1986年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1985年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
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| キーワード | 非線形系の設計法 / 外乱無干渉制御系 / モデル追従制御系 / 出力可制御性 / ブロック無干渉制御系 / ディジタル制御 / ロボットの制御 / 飛行体の制御 |
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| 研究概要 |
1.理論体系Invarianceの理論に基づく非線形制御系の設計法については、外乱無干渉系、モデル追従制御系、多入力多出力の構造的出力可制御性の必要十分条件、ブロック無干渉化の設計手順、多入力多出力系の軌道に沿った局所的出力可制御性の条件について成果を得た。また、これらの設計で得られた制御則のディジタル化に関して、数値解析の方法を援用して多段型ディジタル・コントローラの設計法を別途開発し、制御系の近似誤差・安定性、非線形系への適用、評価規範損失の軽減、周波数領域での設計法について成果を得た。連続時間非線形系の離散時間表現に関しては、形式的中級数表現、多項式形一段式近似表現、多段式近似表現を導き、その精度をシミュレーションにより確かめた。さらに、これらの設計手順に伴なう数式計算の負担を軽減し、より実際の使用状況に近い設計を可能とするために、数式処理言語Reduce 3.2αを用いたCADシステムの開発を試み、その有用性を極めた。
2.ロボットの制御多関節ロボットRHINO XR-1のコントローラを新たに三自由度分作成し、動特性の同定と表現を理論的・実験的に導出し、モデル追従制御系の設計論と多段型ディジタル化制御則を適用して数値シミュレーション及び実験により、その有用性をたしかめた。
3.飛行体の制御微分方程式表現より出発するInvarianceの理論は、状態空間が微分可能多様体である場合への適用に課題がある。そこで、人工衛星の姿勢制御問題に上記の理論を適用し、4元数による表現を用いることにより、この難点を解決し、安定化制御系を設計することができた。この方法は、より一般的な解決へのヒントとなりうる。
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