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2009 年度 実績報告書

ヒステリシスを含むシステムの高度化制御及びそのナノサーボステージへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 21560474
研究機関芝浦工業大学

研究代表者

陳 新開  芝浦工業大学, システム理工学部, 准教授 (50273347)

キーワードヒステリシス / 超磁歪アクチュエータ / 圧電アクチュエータ / ナノサーボステージ / 高度化制御
研究概要

従来のヒステリシスのPrandtl-IshlinskiiモデルやPreisachモデルなどを参考し、圧電アクチュエータや超磁歪アクチュエータなどの入出力関係のヒステリシス現象及びその遷移をより精確に表現できるような数学モデルを提案した。そして、圧電/超磁歪アクチュエータの実験により、提案したモデルの合理性及び実用性を確認した。それから、ヒステリシスを入力側に含む線形システムに対して、そのロバスト高度化制御手法を考察した。ここで、提案したヒステリシスのモデルを用いて、線形システムとヒステリシスのダイナミックスを併せて一つの複雑なシステムとして取り扱うことにした。適応アルゴリズムを据案し、複雑なシステムのパラメータ及びヒステリシスの密度関数をオンライン的に推定したうえ、システムの出力誤差が設計パラメータによって制御できるような適応制御則を合成した。それから、計算機シミュレーションを行い、提案した制御法の有効性を検証し、パラメータの選択基準などを明らかにした。最後に、圧電アクチュエータで駆動される単軸ナノサーボステージを製作した。このステージはヒステリシスを入力側に含む動的システムと見なすことができるため、提案した手法をその高精度位置制御に応用した。外部条件を変えながら、実験によって、提案手法の有効性・ロバスト性・実用性を確認した。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2009

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Pseudo-inverse-based adaptive control for uncertain discrete time systems preceded by hysteresis2009

    • 著者名/発表者名
      Xinkai Chen, et al
    • 雑誌名

      Automatica 45

      ページ: 469-476

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adaptive control of system involving complex hysteretic nonlinearities : a generalized Prandtl-Ishlinskii modelling approach2009

    • 著者名/発表者名
      Chun-Yi Su, et al
    • 雑誌名

      International Journal of Control 82

      ページ: 1786-1793

    • 査読あり
  • [学会発表] Adaptive control for plants in the presence of actuator and sensor hysteresis nonlinearities2009

    • 著者名/発表者名
      X. Chen and T. Ozaki
    • 学会等名
      IEEE Conference on Decision and Control(IEEE CDC)
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 年月日
      20090000
  • [学会発表] Control for systems in the presence of actuator and sensor hysteresis2009

    • 著者名/発表者名
      X. Chen and T. Ozaki
    • 学会等名
      IEEE Africon
    • 発表場所
      Nairobi, Kenya
    • 年月日
      20090000
  • [学会発表] High precision control for piezo-actuated positioners2009

    • 著者名/発表者名
      X. Chen
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Mechatronics and Automation(IEEE ICMA)
    • 発表場所
      Changchun, China
    • 年月日
      20090000
  • [学会発表] Adaptive control for piezo-actuated nano-positioner2009

    • 著者名/発表者名
      Xinkai Chen
    • 学会等名
      IFAC 15^<th> Symposium on System Identification(IFAC SYSID)
    • 発表場所
      Saint Malo, France
    • 年月日
      2009-07-08

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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