最適ゲイン特性を有する零位相差追従コントローラの適応制御化とその応用

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06750452
• Research Institution: Nagoya Institute of Technology
• Principal Investigator: 山田 学 名古屋工業大学, 極微構造デバイス研究センター, 助手 (40242903)
• Keywords: 離散時間制御 / 予見制御 / 零位相差追従コントローラ / ゲイン特性 / 最適化 / サーボ系 / 適応制御 / 駆動モータ制御系への適用

Research Abstract

ロボットアームなどのサーボ問題では、目標値と制御量との位相差を全周波数域で零に補償し、かつゲイン特性を最適に補償できる補償器が優れた追従性を与えるものとして注目されている。これは最適ゲイン特性を有する零位相差追従コントローラと呼ばれている。しかしこの補償器は制御対象の特性変動に対して追従性が大きく劣化しやすいという問題点をもっていた。
そこで本研究の目的は、この補償器を制御対象の特性変動に対して良好な追従性を維持できるように改良し、特性変動に対する制御系の安定性および追従性の不変性を確認し、実機での有効性を検証することです。本研究の成果は以下のとおりです。
1.追従性の劣化を防ぐため、補償器を各時刻ごとに制御対象のパラメータを推定する適応制御形式に改良した。
2.特性変動に対する制御系の安定性および追従性の不変性を理論的に解析し、シミュレーションにより確認した。
3.本制御法をダイレクトドライブロボットおよびXYテーブルの駆動モータ制御系に適用した。その結果、特性変動に対しても優れた追従性が得られることを検証した。さらに従来法との比較を行い、本制御法の有効性を確認した。

Research Products

• [Publications] M.Yamada: "On solving Diophantine equations by real matrix manipulation" IEEE Trans.on Automatic Control,. 40. 118-122 (1995)
• [Publications] Y.Funahashi: "Optimal Feedforward Controller with Zero Phase Error Tracking Controller" 計測自動制御学会論文集. 31. (掲載決定) (1995)
• [Publications] M.Yamada: "Zero Phase Error Tracking System With A Specified Gain Characteristics" SICE'94 Proceedings of the 33rd SICE Annual Conference. 891-894 (1994)
• [Publications] 山田学: "最適零位相差追従コントローラの適応制御化とその応用" 平成7年電気産業応用部門全国大会講演論文集. 発表予定 (1995)
• [Publications] M.Yamada: "Optimal Feedforward Controller with Zero Phase Error Tracking Controller" 第23回制御理論シンポジウム予稿集. 371-374 (1994)
• [Publications] M.Yamada: "A Simple Algorithm for Solutions of Diophantine Equation" 37回自動制御連合会講演会前刷. 57-58 (1994)