周波数領域での適応制御系設計に関する研究

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08650295
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 岩井 善太 熊本大学, 工学部, 教授 (40026109)
• 研究分担者: 水本 郁朗 熊本大学, 工学部, 助手 (30239256) ; 日野 満司 熊本大学, 工学部, 講師 (10189798)
• キーワード: 適応制御 / 周波数領域 / PID / 最小二乗法 / 多変数PID制御 / 適応PID制御

研究概要

本研究課題に関し、以下のような実績を挙げた。
(1)周波数領域でのコントローラパラメータ調整
周波数領域でモデルマッチング形式で、コントローラパラメータ調整を行う方式について検討し、理想モデル一巡周波数伝達関数とプラントの一巡周波数応答の相対周波数誤差が最小となるようにプラントの線形コントローラパラメータを決定する方法について考察し、最小二乗法でそれが決定できる方法を、1入出力系、多入出力系について求めた。また、得られた制御系の安定性についても考察した。得られた成果の一部は、現在、日本機械学会論文集(C)に論文として投稿中である。
(2)適応PIDコントローラ構成に関する研究
(1)で求めた結果を参考にして、あらかじめ指定する幾つかの周波数の点で、プラントの周波数応答を検出し、それを用いて、設定した理想周波数応答(例えば、ナイキスト線図で指定)とのモデルマッチングを行う形式で、適応的にPID制御器のパラメータ調整を行う形式の周波数適応制御について検討を行った。1入出力系について得られた結果は、韓国で開催された国際会議KACCで発表した。
(3)実験的検証について
上述の結果を、制振制御システム、並列倒立振子制御系などで実験的に検証した。結果としては、実用性の点で、興味のある制御方式となるのではないかという見通しを得た。そのうち、倒立振子系に関する実験結果については、本年7月福岡で開催される、国際会議IFAC Symposium on System Identificationでの発表が許可されている。
周波数領域上での適応制御は、これまで、安定性をベースとした適応制御に比べ、より直感的であるため、現場サイドでは分かりやすい制御方式となることが考えられる。他方、安定性の議論がしにくいため、理論サイドからは、疑問が出ている。この点が、今後の研究課題となるであろう。

研究成果

• [文献書誌] Z.Iwai,T.Egashira,他: "An Experimental Evaluation of Adaptive PID Controller on Frequency Domain (発表予定)" Proc.of 11th IFAC Sympo.on System Identification. (1997)
• [文献書誌] Z.Iwai,T.Egashira,他: "A Frequency Domain Adaptive PID Controller based on Non-parametric Plant Model Representation" Proc.of 11th Korea Automatic Control Conf.165-168 (1996)
• [文献書誌] Z.Iwai: "An Experimental Evaluation of PFC based SAC on a Process with Higher Order Lag Elements" Proc.of 13th World Congress of IFAC. Vol.K. 439-444 (1996)
• [文献書誌] 岩井善太,〓明〓,他: "構造的不確かさを有する系に対するASPR化並列フィードフィワード補償器" 計測自動制御学会論文集. 33-1. 60-62 (1997)
• [文献書誌] 岩井善太,大友篤,他: "PID及び適応形外乱補償を付加した単純適応制御によるゴム人工筋アクチュエータの制御" 日本機械学会論文集(C編). 63-605. 166-173 (1997)
• [文献書誌] 岩井善太,水本郁朗,他: "多入出力系に対するASPR化並列フィードフォワード補償器設計法" 計測自動制御学会論文集. 32-6. 887-895 (1996)
• [文献書誌] 岩井善太,西川兼康,他(分担執筆): "機械工学用語辞典" 理工学社, 672 (1996)