| 研究概要 |
現実の制御系は,アクチュエータの飽和要素,制御対象の保護のための制限など,多くの拘束条件を有する拘束システムである.このような拘束条件の存在を無視した制御系は,制御性能の著しい劣化,不安定化,さらに最悪の場合,機器の破損を招く事態に陥る.
本研研究では,このような拘束システムに対する実際的な制御法として,複数のコントローラを切り換えながら適用するスイッチング制御系,また制御系への外部からの目標値参照入力を整形し,制御系への実際の目標入力を生成するリファレンスガバナの実現法を提案した.これら制御系設計法の特徴として,制御系の安定性や性能などの基本的な要求を通常のフィードバックコントローラが達成し,拘束条件が引き起こす悪影響をスイッチング機構,リファレンスガバナの上位の補償機構が抑制する,階層構造が挙げられる.
本研究によるスイッチング制御系は,制御対象からの出力の観測のみにより実現可能である.スイッチング制御系の実現には,制御系の振舞いを決定する状態すべての観測が,これまで必要であった.したがって本研究により,スイッチング制御系の,より現実的な仮定のもとでの実現が可能となった.またリファレンスガバナは,制御系の性能を陽に考慮したうえで,目標値の整形を実行する.リファレンスガバナに関する研究の焦点は,拘束条件の達成のみに,これまであてられてきた.本研究では,リファレンスガバナの本質的な構造に着目し,拘束条件の達成のみならず,制御性能向上を計る能力の存在を指摘し,これの具体的な活用法を提案した.これは,拘束条件の負の側面を緩和するだけではなく,課せられた拘束条件の範囲内で最大の性能を得るという,拘束条件の正の側面の活用を指摘する研究成果である.
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