| 研究概要 |
本研究の目的は,数式モデルを作成することなく,過渡応答データを直接に用いて,非線形制御器を設計する方法を与えることにある.以下の点を明らかにした.
1)プラント特性の事前情報がほとんど不要なPID制御器の設計法
データ駆動設計法では過渡応答データを用いて制御器が設計されるが,制御対象のむだ時間の大きさ,帯域幅,不安定ゼロ点の有無などのその他のプラント特性も設計に事前情報として必要とする場合が多い.実際にはこれらは同定が必ずしも容易でなく,非線形系ではこれらの特性が一層同定しづらくなるために,データ駆動設計法ではこれらを要しない方法の開発が極めて重要である.そこで,本研究では,新しく制御ゲインが満たすべき線形制約を導入することで,このような情報がほぼ不要な実用的方法を与えた.この方法により,適度な安定度を確保しながら制御性能が最適化できる.LMIや線形計画法で解が直ちに得られる.
2)データ駆動設計法によるゲインスケジュールドPID制御器の構成
非線形系では動作点の変動により,各動作点周りでの動特性が動作点に依存して異なる.そこで,各動作点周りで得られた過渡応答データから上記の1)の方法を用いて,PID制御器を設計し,それを用いてゲインスケジュールド制御器を構成する方法を与えた.ゲインスケジュールド制御器は目標値をスケジューリングパラメータとし,個々のゲインは線形補間で非線形ゲインを与えている.これは1次のスプライン関数での近似と解釈できる.今回の成果からゲインスケジュールド制御器の有効性が確認できた.今回の成果に基づき,今後は非線形ゲインを放射基底関数で近似するときの最適係数の決定問題を検討する.
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