| 研究課題/領域番号 |
16K06413
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| 研究機関 | 名古屋工業大学 |
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研究代表者 |
岩崎 誠 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10232662)
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| 研究分担者 |
関 健太 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70432292)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | メカトロニクス / モーションコントロール |
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| 研究実績の概要 |
【パラメータ変動に対するロバスト位置決め制御系の実機検証】
平成29年度では，28年度で提示した２自由度制御系設計手法のロバスト制御性能検証として，供試位置決め装置を研究室現有の恒温恒湿ルーム（平成16～17年度基盤研究Ａ，課題番号：16206043で整備）に設置し，ルーム内の温度設定を可変することで実機パラメータを直接変動させ，ロバスト位置決め制御性能評価を実施した。そこでは，プラント摂動Δから出力までの感度特性を最適化指標としてLMIで制約条件として定式化し，最適化問題を解くことで状態FB補償器設計とし，所望の位置決め精度を満足するロバスト制御性能を実現した。
平成２８年度に試作した供試アクチュエータに産業用ロボットのアーム軸を想定したアーム負荷を設置し，負荷状態量を含めた状態FB併用型フルクローズド２自由度位置決め制御系を設計した。そこでは，機構共振振動および減速機に内在する角度伝達誤差に起因する振動抑制を目的に，１）共振振動抑制と負荷位置追従特性に着目した既約分解表現に基づくFF補償器と，２）角度伝達誤差による機構振動抑制とパラメータ変動に対するロバスト性能に着目した状態FBおよびFB補償器を，それぞれ設計した。状態FBの設計では，FBループ感度に着目し，所望の振動抑制を陽に満足する極配置および周波数整形を行った。そして，提案２自由度制御による高速・高精度位置決め制御系の実機有効性検証と共に，平成２９年度以降の課題抽出として，プラントパラメータ変動に対する影響や，減速機に内在する摩擦やヒステリシス特性に代表される非線形要素に対する制御性能劣化を評価した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
申請時の平成２９年度研究計画・方法に従って，パラメータ変動に対するロバスト位置決め補償機設計への展開を実機検証と共に実施された。実機検証では，制御目標・仕様を満足することで提案手法の有効性を示すことができ，これら一連の設計論と実験検証に対して，以降に示す学術論文や学会口頭発表により，その成果を公表した。
さらに，平成３０年度の研究計画に挙げた，減速機の非線形要素を考慮したFF/FB補償機連成設計への応用展開に関しても，制御系CADベースの数値シミュレーションによって，その設計論の基礎検討を年度前倒しで実施している。
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| 今後の研究の推進方策 |
【減速機の非線形要素を考慮したFF/FB補償器連成設計への応用展開】
ロバスト制御性能の更なる向上を目指し，減速機に内在する非線形特性をアクチュエータ出力に対する制約条件として不等式表現し，さらにFFおよびFB補償器の係数ベクトルに関する二次形式評価指標を併せて連立してAffine関数によるLMIで表現することで，FF/FB補償器の連成設計に対する最適化評価指標の定式化とする。その場合，従来法であるSchur ComplementによるLMIの変換と線形最適化手法の枠組みをそのまま適用できないため，非線形計画問題で用いられている逐次二次計画法を最適化アルゴリズムとして導入し，定式化された非線形な評価関数を最小化するFF/FBフリーパラメータベクトルの算出へと設計論を拡張する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究成果発表のための学会参加費および論文掲載料が，当初予定よりも安価になったため。
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