| 研究概要 |
非線形Receding Horizon制御は,実時間で非線形最適制御問題を解いてフィードバック制御を行う問題である.本研究は,計算効率の向上と,評価関数の体系的なチューニング手法確立,そしてさらなる応用とを目的とする.
チューニング手法に関しては,評価関数と閉ループ系の応答との関係を見通し良くするため,まず出力と入力との関係を線形システムに変換する入出力線形化と呼ばれるフィードバック制御手法を適用し,実際の制御入力の大きさと入出力線形化のための制御入力からのずれとのトレードオフを一つのパラメータで調整する手法を検討した.シミュレーション例によって,ゼロダイナミクスが安定な場合は提案手法が有効であることを確認した.
計算効率向上に関しては,最適制御問題に現れる微分方程式を従来は前進差分近似していたのに対し,最適性条件と離散近似の関係に注意しつつ中心差分近似を導入したところ,計算量をほとんど増やさずに精度の向上が見られた.また,過去に検討したmultiple shootingとcondensingとが制御実験でうまく実装できなかった原因について,外乱等を考慮した数値シミュレーションによって検討した.その結果,同じ外乱に対してmultiple shootingとcondensingとの導入が逆に精度を悪化させる事例が見出された.この現象に対する原因究明と対策が来年度の課題となる.
応用に関しては,自動車の衝突回避問題と鉄鋼の冷延プロセスにおける板厚制御に対する応用へ向けて,制御対象の非線形モデルを構築した.従来の線形モデルに比べて複雑であるが,物理現象をより正確に考慮した非線形モデルが得られた.これらのモデルは,各応用分野における今後の制御応用全般に対しても重要な基盤となりうるものである.
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