プロセス制御系における制御理論の応用に関する研究

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07750523
• 研究機関: 明治大学
• 研究代表者: 阿部 直人 明治大学, 理工学部, 助手 (10202673)
• キーワード: プロセス制御 / 分布定数系 / むだ時間系 / 双線形系 / 内部モデル制御 / 非線形H∞制御 / 最適レギュレータ / 折り返し法

研究概要

これまでは、むだ時間系および分布定数系の最適レギュレータの性質などの理論的研究を行ってきた。そういった理論的研究を通して、制御技術から見て必要とされる制御理論は何だろうかという疑問が生じてきた。熱交換器のような分布定数系がアクチュエータを持つと集中系+分布系という混合定数系になる。混合定数系に対する制御則を求め、実験で確かめること。またむだ時間をもつシステムに対して内部モデル制御を理論的にスミス法と比較し,実験を行なうこと。を研究の目的とした。それに対して本年度は以下の点の結果が得られた。
・折り返し法(極配置法と最適レギュレータを合わせたもの:理論的に完成)を実装し、積分型最適レギュレータを構築し、実験で良好な結果を得た。
・非線形H∞制御理論を応用して、流量を操作量とする非線形熱交換器の出力フィードバックによるH∞制御実験を行い、双線形系に対して有効であると確認した。
・むだ時間系に対して、内部モデル制御とスミス法の理論的考察を行い、むだ時間誤差による安定条件(実用安定)と入力外乱補償のアルゴリズムを構築した。
・むだ時間系の実験プラントに対して、2自由度の内部モデル制御実験を行い、むだ時間系の制御に有効であることを確認した。

研究成果

• [文献書誌] 熊澤,阿部,嘉納: "固有関数展開による分布定数系の折り返し法" 計測自動制御学会論文集. 31. 1579-1585 (1995)
• [文献書誌] 熊澤,阿部,嘉納: "折り返し法による分布系熱交換器の温度制御" システム制御情報学会論文誌. 9. (1996)
• [文献書誌] N. Abe, K. Seki and H. Kanoh: "Two Degree of Freedom Internal Model Control for Single Tublar Heat Exchanger System" IEEE Int. Symposium. on Industrial Electronics. (1996)
• [文献書誌] 伊藤,阿部,嘉納: "プロセス制御系の非線型H∞制御" システム制御情報学会研究発表講演会. 427-428 (1995)
• [文献書誌] 熊澤,石塚,阿部,嘉納: "固有関数展開を用いた分布定数系に対する積分型最適レギュレータ" 計測自動制御学会学術講演会. 343-344 (1995)
• [文献書誌] 阿部: "IMC制御とスミス法についての考察" 計測自動制御学会 第18回DSTシンポジウム. 197-200 (1995)