非線形システムに対する単純適応制御(SAC)系設計に関する研究

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12650450
• 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, 大学院・自然科学研究科, 助教授 (30239256)
• キーワード: SAC / 単純適応制御 / 非線形SAC / 受動性 / ASPR / 出力フィードバック / 並列フィードフォワード補償 / 指数受動性

研究概要

単純適応制御系(SAC)は、実用性に富んだ適応制御系設計手法としてこれまでに多く研究されてきた。しかしながら、その研究のほとんどは線形系に関するものであり、非線形系にたいし単純適応制御系設計指針を一般的に考察したものは少ない。この点を中心に非線形単純適応制御系(NSAC)の構成と安定性に関する研究を行った。
単純適応制御系構成の大きな特徴は、出力フィードバック形式で適応制御系を一般的に実現しようとするところにある。そのためには、線形系においては、対象とするシステムがいわゆるASPR条件を満たしている必要があった。この条件は、非線形システムではフィードバック受動性に対応している。本研究では(1)理論面では、フィードバック指数受動性をシステムが有する場合の非線形SACの基本的構成とその安定性について検討した。また、(2)フィードバック指数受動性が満たされない場合でも、線形SAC理論における並列フィードフォワード補償に相当する非線形補償器を導入することにより安定な非線形SACが実現できることを示し、その具体的な設計手法を示した。(3)得られた非線形SACシステムのロバスト性についても検討した。また、(4)実験面では、液位、温度等の制御が可能で、かつ、多入出力非線形システムの制御実験が効率よく実施できるプロセスシステム実験装置制作及び同実験装置使用による提案制御手法の実験的検討を行った。上記の理論的成果は一部すでに公表している(論文1件、解説1件、国際会議2件)。また、実験的結果についても現在公表の準備を進めている。さらに、非線形システムに対するSACを含む実用的なロバスト適応制御系構成に関する研究も行い。非線形性にロバストな適応制御手法を線形系に対する理論を修正して適用する考え方を中心に検討した。これらの内容もすでに一部公表(論文2件、国際会議5件)している。

研究成果

• [文献書誌] 水本郁朗, 岩井善太, 小原浩司朗: "フィードバック指数受動性にもとづく多入出力非線形系に対する適応出力フィードバック制御"計測自動制御学会論文集. 37・2. 115-124 (2001)
• [文献書誌] 水本郁朗, 岩井善太: "単純適応制御(SAC)の最近の動向"計測と制御. 40・10. 723-728 (2001)
• [文献書誌] R.Michino, I.Mizumoto, Z.Iwai, M.Kumon: "Robust High Gain Adaptive Output Feedback Control for Non-linear Systems with Uncertainties"Proc. of International Conference on Control, Automation and Systems. 1. 242-245 (2001)
• [文献書誌] M.Deng, H.Yu, Z.Iwai: "Simple Robust Adaptive Control for Structured Uncertainty Plants with Unknown Dead Zone"Proc. of 40th IEEE Conference on Decision and Control. 1. 1621-1626 (2001)
• [文献書誌] M.Takahashi, I.Mizumoto, D.E.Seborg, Z.Iwai: "Adaptive Tracking Control System Based on Switching Compensators"Proc. of 40th IEEE Conference on Decision and Control. 1. 2049-2056 (2001)
• [文献書誌] 永田正伸, 岩井善太, 神澤龍市 他2名: "周波数領域上での部分的モデルマッチングによる複数の制御目的を考慮した多変数制御系設計法"日本機械学会論文集(C編). 67・659. 68-74 (2001)
• [文献書誌] 岩井善太, 日野満司, 水本郁朗: "振動工学の講義と演習"日新出版. 190 (2000)