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2010 年度 実績報告書

ナノスケールサーボ制御のためのオンライン制振軌道生成

研究課題

研究課題/領域番号 22560437
研究機関宇都宮大学

研究代表者

平田 光男  宇都宮大学, 工学研究科, 准教授 (50282447)

キーワード軌道計画 / オンライン最適化 / ナノスケールサーボ制御
研究概要

HDDのヘッド位置決め制御など,ナノスケールサーボ制御では要求精度が著しく高いため,位置決めの際に生じる機械共振の残留振動が無視できない。この問題に対しては,制振軌道設計が重要となるが,入力の時系列データをオフラインで計算してメモリに保存し,それを順次与えるといった手法が多い。しかし,それでは,制御対象の特性が変動した場合,再度オフラインで軌道を再設計しなければならない。また,オフラインで計算した軌道を記憶しておくために大量のメモリが必要となる。
そこで,本研究では多項式を用いて入力をオンライン生成することを考え,その基礎となる多項式型終端状態制御法について検討を行った。多項式型終端状態制御では,多項式の係数だけをメモリに記憶すればよいので,メモリの低減につながる。また,多項式の係数をオンラインチューニングすることで,制御対象の変動にも対応できる。そして次の結果を得た。(1)多項式に時間対称性を仮定すると,より低次の多項式で従来と同程度の性能が達成できる。(2)多項式に数ステップの時系列データを組み合わせると,常に解が存在することを保証でき,性能向上にもつながる。(3)入力の飽和を考慮した設計を行う場合,多項式に時間対称性を仮定すると性能が向上する。
これらの有効性については,ハードディスクベンチマーク問題の制御対象や,レーザ加工で用いられるガルバノスキャナモータの制御系を用いて,シミュレーションにより検証した。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2010

すべて 学会発表 (4件)

  • [学会発表] Final-State Control Using a Polynomial and Time-Series Data2010

    • 著者名/発表者名
      Mitsuo Hirata, Fujimaru Ueno
    • 学会等名
      APMRC2010
    • 発表場所
      シンガポール
    • 年月日
      2010-11-11
  • [学会発表] A Vibration Minimized Input Design Based on a Polynomial Input2010

    • 著者名/発表者名
      Mitsuo Hirata, Fujimaru Ueno
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Control Applications
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2010-09-08
  • [学会発表] 入力の飽和を考慮した多項式入力型終端状態制御2010

    • 著者名/発表者名
      上野・平田
    • 学会等名
      電気学会産業計測制御研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-08-31
  • [学会発表] Final-State Control Satisfying Jerk Continuity2010

    • 著者名/発表者名
      Mitsuo Hirata
    • 学会等名
      SICE Annual Conference
    • 発表場所
      台湾
    • 年月日
      2010-08-19

URL: 

公開日: 2012-07-19  

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