| 研究概要 |
線形常微分方程式に基づき発生される外性入力に追従しているサーボ系の閉ループ系の定常状態に関する条件を,一般的な飽和を有する制御対象と,制御対象の出力と飽和要素の入出力が計測可能な制御系の構造を有する動的補償器と,サーボ補償器との定常状態に関する等価な条件に分離できることを明らかにしました.
さらに,サーボ補償器を与えた上で,上記の外生入力信号に追従している定常状態からの偏差系を用いて,上記の補償器の設計問題の可解条件および補償器の初期状態の設定方程式を,線形行列不等式(LMI)条件および線形行列方程式(LME)条件にそれぞれ帰着可能であることを示しました.
また,制御対象の状態の一部が観測できる場合,その状態の観測数だけ制御対象の次数より低次の補償器の設計問題の可解条件がLMI条件に帰着可能であることを明らかにしました.そして,制御対象と同次の補償器で達成可能な吸収領域(安定な初期状態の状態空間の領域)および制御性能を考慮する状態空間の領域は,上記の低次の補償器で必ず達成できることを明らかにしました.
この理論的な結果を受け,先端的な本方法を応用するパワーアシストロボット(パワーローダー)の制御を行う基礎として,パワーローダーのPID制御を行いこのPID制御の有用性を実証しました.
以上から,より一般的な出力フィードバック型のサーボ系の設計問題をLMI条件とLME条件に基づいた凸最適化問題に帰着し,この一般的なサーボ系のシステマティックな設計方法を体系立てた点に学術的な意義があります.
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