L_2最適ロバストサーボ系における感度特性の最適化と実システムへの応用

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13650484
• 研究機関: 名古屋工業大学
• 研究代表者: 舟橋 康行 名古屋工業大学, 工学部, 教授 (90023176)
• 研究分担者: 大羽 達志 名古屋工業大学, 工学部, 助手 (90233254) ; 山田 学 名古屋工業大学, 極微構造デバイス研究センター, 助教授 (40242903) ; 水野 直樹 名古屋工業大学, 工学部, 助教授 (30135404) ; 山田 貴孝 名古屋工業大学, 工学部, 助手 (00273318) ; 加藤 久雄 名古屋工業大学, 工学部, 助手 (00233809)
• キーワード: ロバストサーボ系 / 感度関数 / 最適化 / 動的補償器 / 周波数特性

研究概要

L_2最適ロバストサーボ系とは,制御対象に不確かさや外乱が存在しない場合にはプラントの状態と入力に関するL_2ノルムの評価関数を最小化するサーボ系となり,制御対象の不確かさや外乱が存在する場合のみ内部モデルである積分補償の効果が現れるロバストサーボ系であり,優れた追従性が期待される.このロバストサーボ系の特徴は,理想状態での目標値に対する過渡応答の設計とは独立に,積分補償ゲインを任意に選択可能である点である.従来法では,積分補償ゲインは定数に限定されていた.
本研究の目的は,最適な感度特性を有するL_2最適ロバストサーボ系の構成法を提案し,シミュレーションや実験により,有効性を検証することである.本研究のアイデアは,積分補償ゲインを動的補償器に拡張することであり,その設計の自由度を利用して,従来法より優れた感度特性を有する補償器の設計法を求める.
平成13年度では次の研究成果を得た.
・ロバストサーボを達成する動的補償器の設計の自由度を陽な形で与えた.
・制御対象の入力端における感度関数の周波数特性を最適化する制御系の設計法を与えた.得られた動的補償器の自由度を用いて、感度関数の周波数特性を最適化するL_2最適ロバストサーボ系の設計法を提案した.シミュレーションにより,提案法の有効性を検証した.
・制御対象の出力端における感度関数の周波数特性を最適化する制御系の設計法を与えた.上記と同様,動的補償器の自由度を用いて,制御対象の出力端における感度関数の周波数特性を最適化するL_2最適ロバストサーボ系の設計法を提案した.シミュレーションにより,提案法の有効性を検証した.

研究成果

• [文献書誌] 加藤久雄, 舟橋康行: "非最小位相系に対する繰返し制御器の設計"計測自動制御学会論文集. 37. 1121-1125 (2001)
• [文献書誌] Hisao Kato, Y.Funahashi: "New sampling theorem concerning the ripple phenomena"Proceedings of IFAC Workshop on Periodic Systems and Control. 235-240 (2001)
• [文献書誌] M.Yamada, Y.Funahashi, Y.Syumiya, S.Ohta: "Multirate Sampled Data Control based on Time-State Control Form"第一回制御部門大会 予稿集. 527-532 (2001)
• [文献書誌] 山田学, 太田進一, 舟橋康行: "時間軸状態制御形に基づくマルチレートサンプル値制御系の安定化"第40回計測自動制御学会 学術講演会 予稿集. 307A4 (2001)