| 研究課題/領域番号 |
24560553
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| 研究機関 | 芝浦工業大学 |
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研究代表者 |
陳 新開 芝浦工業大学, システム工学部, 教授 (50273347)
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| キーワード | スマートマテリアル / ヒステリシス / 高精度制御 / ナノテクノロジー / バイオテクノロジー |
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| 研究概要 |
本研究において、簡単のため、入力側に非対称・速度依存型ヒステリシスを含む線形動的システムの適応制御について考察した。前年度で提案した非対称・速度依存型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提案し、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する手法を提案した。そして、これらの推定に基づき、システムの出力誤差は設計パラメータによって高精度で制御できるようなロバスト適応制御則を合成した。それから、閉ループシステムの安定性を証明し、システムの出力誤差がゼロへ収束することを解析的に示した。さらに、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。
制御設計に使える非対称・速度依存型ヒステリシスのモデル提案及びその同定・制御において、本研究は初めての試みである。ここで得られたモデルを用いて、非対称・速度依存型ヒステリシスを含む動的システムにおける適応制御アルゴリズムを構成した。この手法を応用することにより、優れた特性を持つスマートマテリアルを用いたシステムの高度化制御の実現が可能となる。よって、スマートマテリアルの生かせる応用領域がより広くなり、バイオテクノロジー・ナノテクノロジーなどの分野においてより高質な成果が得られることが期待できる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
２０１３年度において、当初に提出した研究計画に沿って研究を進めてきた。研究目的の研究課題３を取り込んで、比較的満足できる結果を得た。
研究課題３：非対称・rate-dependent型ヒステリシスを含む動的システムの適応制御則を提案する。 特に、モデルの不確かさを持つ動的システムに対し、そのロバスト制御則を考察する。
この研究課題に関する研究成果を論文誌論文１編、国際会議論文５編にまとめ、発表した。さらに、２編の論文を２０１４年度の国際会議に、２編の論文を論文誌に投稿しているところである。
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| 今後の研究の推進方策 |
これからも、当初に提出した研究計画に沿って、下記の研究課題４を取り上げ、研究を進めていく。
研究課題４：超磁歪アクチュエータで駆動するナノポジショナの高精度位置決め制御を実現する。
研究課題４について、まず、高精度位置決め装置ナノポジショナを作り上げる。そして、このナノポジショナの数学モデルを定式化する。それから、研究課題３で得られる制御則を利用し、計算機シミュレーションを行い、コントローラの最適パラメータを大まかに選定する。続いて、実験を行い、外部条件を変えながら、提案手法の有効性・ロバスト性・実用性を確認する。さらに、従来の制御法と比較し、提案手法の利点・欠点を明らかにし、実応用を目指していく。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
平成26年度が本研究課題の最終年度なので、結果発表や論文出版などが多数予想されている。しかし、平成26年度において、80万円の交付金しかない。よって、（B-A)の額を平成26年度の研究費と合わせて、学会参加や論文出版などに当てるつもりである。
平成26年度の研究費と合わせて、学会参加や論文出版などに当てるつもりである。
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