非対称・速度依存型ヒステリシスのモデリング・高精度制御及びその応用

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24560553
• 研究機関: 芝浦工業大学
• 研究代表者: 陳 新開 芝浦工業大学, システム工学部, 教授 (50273347)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: ヒステリシス / スマートマテリアル / 高精度制御 / 超磁歪アクチュエータ / 圧電アクチュエータ / IPMC

研究実績の概要

本研究において、まず、非対称・速度依存型ヒステリシスの制御設計に利用できるような新型モデルを提案した。そして、ヒステリシスの近似逆を求めずに、その出力を高精度で制御する非線形適応法を提案した。特に、超磁歪アクチュエータの高周波出力追跡制御を実現するための制御手法を開発した。それから、ヒステリシスの非線形特性を生かし、非対称・速度依存型ヒステリシスを含む動的システムのグロバールなロバスト非線形制御法を設計した。さらに、本研究で開発した非線形適応制御法を超高精度位置決め装置ナノポジショナへ応用し、更なる高精度かつ高適応性を実現した。

研究成果

• [国際共同研究] 華南理工大学(中国)
  • 国名: 中国
  • 外国機関名: 華南理工大学
• [国際共同研究] Concordia University(カナダ)
  • 国名: カナダ
  • 外国機関名: Concordia University
• [雑誌論文] Adaptive control for continuous-time systems with actuator and sensor hysteresis (2016)
  • 著者名/発表者名: X. Chen, Y. Feng, and C.-Y. Su
  • 雑誌名: Automatica 巻: 64 ページ: 196-207
  • DOI: 10.1016/j.automatica.2015.11.009
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Adaptive control for ionic polymer-metal composite actuators (2016)
  • 著者名/発表者名: X. Chen and C.Y. Su
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics: Systems 巻: 46 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1109/TSMC.2016.2523921
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Robust adaptive neural control for a class of time-varying delay systems with hysteresis input (2016)
  • 著者名/発表者名: X. Zhang, C.-Y. Su and X. Chen
  • 雑誌名: Asian Journal of Control 巻: 18 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1002/asjc.1182
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Precision tracking control for piezoelectric actuator using pseudo discrete-time Bouc-Wen model (2015)
  • 著者名/発表者名: T. V. Minh and X. Chen,
  • 雑誌名: International Journal of Advanced Mechatronic Systems 巻: 6 ページ: 157-165
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1504/IJAMECHS.2015.072704
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A nonlinear exact disturbance observer inspired by sliding mode techniques (2015)
  • 著者名/発表者名: X. Chen
  • 雑誌名: Mathematical Problems in Engineering, 巻: 2015 ページ: 1-8
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1155/2015/651601
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] IPMCアクチュエータのロバスト位置制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 長嶋、陳、狩野
  • 学会等名: 第48回計測自動制御学会北海道支部学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2016-02-29 – 2016-03-01
• [学会発表] 超磁歪アクチュエータの同定及び制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 内野、陳、
  • 学会等名: 第48回計測自動制御学会北海道支部学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2016-02-29 – 2016-03-01
• [学会発表] 圧電アクチュエータで駆動されるステージの適応制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 居島、陳
  • 学会等名: 第48回計測自動制御学会北海道支部学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2016-02-29 – 2016-03-01
• [学会発表] Simulation analysis of differential equation based rate independent hysteresis operator (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Hanif and X. Chen
  • 学会等名: 第48回計測自動制御学会北海道支部学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2016-02-29 – 2016-03-01
• [学会発表] A new control scheme for a class of nonaffine nonlinear input output discrete-time systems (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Zhang, T. Chai and X. Chen
  • 学会等名: The 54th IEEE Conference on Decision and Control (CDC 2015)
  • 発表場所: Kobe, Japan,
  • 年月日: 2015-12-15 – 2015-12-18
  • 国際学会
• [学会発表] Robust control for magnetostrictive actuators (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Yonenaga and X. Chen
  • 学会等名: The 47th ISCIE International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Applications (ISCIE SSS 2015)
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii, USA
  • 年月日: 2015-12-05 – 2015-12-08
  • 国際学会
• [学会発表] 超磁歪アクチュエータの広帯域におけるロバスト制御、 (2015)
  • 著者名/発表者名: 米永、陳
  • 学会等名: 第58回自動制御連合講演会
  • 発表場所: 神戸大学
  • 年月日: 2015-11-14 – 2015-11-15
• [学会発表] 圧電アクチュエータで駆動されるナノポジショナの広帯域における高度化制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 関本、陳
  • 学会等名: 第58回自動制御連合講演会
  • 発表場所: 神戸大学
  • 年月日: 2015-11-14 – 2015-11-15
• [学会発表] Precise tracking Ccontrol for piezo-actuated stage using inverse compensation and model predictive control,” (2015)
  • 著者名/発表者名: N. M. Linh, T. V. Minh and X. Chen
  • 学会等名: 2015 International Conference on Advanced Mechatronic Systems (ICAMECHS 2015)
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 2015-08-21 – 2015-08-25
  • 国際学会
• [学会発表] SVM based adaptive output following control for a networked cooling process,” (2015)
  • 著者名/発表者名: X. Zhang, S. Wen, D. Wang and X. Chen
  • 学会等名: IEEE International Conference on Mechatronics and Automation (IEEE ICMA 2015)
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 2015-08-02 – 2015-08-05
  • 国際学会
• [学会発表] Tracking control of piezoelectric actuator using adaptive model (2015)
  • 著者名/発表者名: T. V. Minh, N. M. Linh and X. Chen
  • 学会等名: International Conference on Real-time Computing and Robotics (RCAR 2015)
  • 発表場所: Changsha, China
  • 年月日: 2015-06-25 – 2015-06-27
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Adaptive control for micro/nano positioning system driven by piezo electric actuator (2015)
  • 著者名/発表者名: X. Chen, S. Wen, D. Wang and C.-Y. Su
  • 学会等名: The 24th IEEE International Symposium on Industrial Electronics (ISIE 2015)
  • 発表場所: Búzios, Rio De Janeiro, Brazil
  • 年月日: 2015-06-03 – 2015-06-05
  • 国際学会