| 研究概要 |
本年度は,水中における剛体のダイナミクスモデルとして付加慣性を含む貫性項,非線形粘性力項,非線形ポテンシャル力項により成るモデルを考え,このような非線形モデルに対する制御系設計手法について検討を行った.
非線形システムに対する制御系設計の手法として,非線形状態フィードバックによる大域的線形化と線形化されたシステムに対する線形ロバスト制御設計手法を組み合わせることを試みた.非線形状態フィードバックによる線形化手法は,モデルがある程度正確であれば制御則も単純で,線形化されたシステムには線形システムの設計手法として得られた多くの成果を直接適用できるという点で有用である.しかし,実際にはモデル誤差や観測誤差が大きく影響し,この手法だけでは初期の仕様が満足できない場合が多い.とくに水中物体などでは,方向によっても貫性項が大きく変動するなど,モデル誤差は無視できない問題である.ゆえに制御系には,何らかの適応性,あるいはロバスト性が要求される.
そこで,本研究ではモデル変動や観測誤差によって生じる線形化の劣化の問題を,線形システムに対するロバスト制御問題の枠組みで処理する手法を考案した.具体的にはモデル変動あるいは誤差,および観測誤差によって生じる影響を線形システムに対するモデル変動および外乱に対するロバスト安定・ロバストパフォーマンス問題としてμミュウ設計の枠組み捉えられるように定式化を行った.さらに単純な非線形システムに対して本手法により得られた制御系設計と非線形フィードバック+LQ制御の場合との比較をシミュレーションにより行い,その効果を確認した.
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