ロバスト・モーションコントロール・システムの開発とそのCAD化

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07555425
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 原島 文雄 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (60013116)
• 研究分担者: 橋本 秀紀 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (30183908)
• キーワード: ロバスト制御 / モーションコントロール / 可変構造系 / スライディングモード / 離散値系 / VSSオブザ-バ / 2慣性系 / CAD

研究概要

モーションコントロールはメカトロニクスの基礎技術として重視され、現在活発に研究が進められている。その中でのキーワードにロバスト性があり、制御対象及び外界の変動・不確かさに対して不感で強い制御系への関心が高まっている。本研究は、このロバストなモーションコントロールを実現する手段として可変構造系特にスライディングモード制御を用いるものである。
ロバスト性確保のための有効手段として、現在H∞制御、加速度制御といった数多くの手法が提案されているが、本研究の可変構造系はその中でも最も強いロバスト性を得られる手法として知られている。一方で、可変構造系の実用化に際してはスイッチングによるエネルギー効率、チャタリング(高周波振動)、広範囲な対象に適用可能な統一的設計手法の確立といった問題が残されてきた。
エネルギー-効率の問題に関してはスイッチング部分にエネルギー消費項を考慮したスイッチングパターン生成について検討した。また、チャタリング抑制のために有効な、離散値系における最適なサンプリング周期の設計法について検討を行い、さらにVSSオブザ-バを併用したアルゴリズムを提案した。2慣性系実験装置による実験によりこれらの方法がチャタリングの低減に有効であることが検証できた。
本研究及び従来本研究室で行ってきたDC/ACサーボモータ、多自由度ロボットアーム、インバータ等モーションコントロールの広い範囲に渡る可変構造系応用の知見をもとに、実用に耐える設計手法を確立したCADとして提供できる見通しもついてきた。

研究成果

• [文献書誌] Peter Korondi: "Sliding Mode Controller for Parallel Resouant Dual Converters" Journal on Circuits,Systems,and Computers. 5・4. 735-746 (1995)
• [文献書誌] 川口 圭史: "モデルパラメータ追従制御に関する考察-すべり動作制御・外乱オブザ-バ制御・学習制御の関連について-" 日本ロボット学会誌. 14・7. 156-162 (1996)
• [文献書誌] Peter Korondi: "Sliding Mode Based Servo Design for Motion Control" Proc.of 1995 Int.Power Electronics Conference. 1. 718-723 (1995)
• [文献書誌] Peter Korondi: "Discrete Sliding Mode Control of Two Mass System" Proc.of IEEE Int.Sympo.on Industrial Electronics. 2. 338-343 (1995)
• [文献書誌] Peter Korondi: "Optimal Sliding Mode Design for Motion Control" Proc.of IEEE Int.Sympo.on Industrial Electronics. 1. 277-282 (1996)
• [文献書誌] Peter Korondi: "Discrete-time Sliding Mode Based on Feedback Compensation for Motion Control" Proc.of 7th Int.Power Electronics & Motion Control Conf.2. 244-248 (1996)