非線形非最小位相系における制御則の近似的設計法に関する研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13750424
• Research Institution: University of Miyazaki
• Principal Investigator: 横道 政裕 宮崎大学, 工学部, 助手 (30274773)
• Keywords: 非線形非最小位相系 / 劣駆動システム / Flat System / 時間スケール変換

Research Abstract

非線形非最小位相系,特に近似系が最小位相系となる弱最小位相系のトラッキング制御問題において,近似系に対する入出力線形化法を用いたトラッキング制御則のフィードフォワード部分に用いられる目標軌道(仮想目標軌道と呼ぶ)を動径基底関数によって表現し,仮想目標軌道をチューニングすることによって追従性能及び閉ループ系の安定性を改善する方法を開発し,垂直離着陸機の水平方向への機体の移動問題に適用し,大幅に制御性能が改善されることが確認された。
また、非線形非最小位相系の一種である非ホロノミックな拘束を受ける劣駆動型移動ロボットなどのドリフトレスシステムに対して漸近的トラッキングを達成するためには,その制御則の中にはフィードバック安定化の項が含まれる。閉ループ系全体の制御性能は安定化の部分にも依存するが,従来提案されている時変フィードバックの設計法の持つ,多大な入力が必要,収束が遅い,という問題に対して,ドリフトレスシステムの持つ時間スケール変換に対する有用な性質を用いて時間と状態に依存する時間スケール変換(ゲイン変換)を適用することによって制御性能を改善し,また、事前に与えられた入力制限を満たすような安定化フィードバックを設計する方法を開発した。また、現実の移動物体のようにアクチュエータの動特性を考慮する必要がある場合に,積分器バックステッピング法を用いて改善された制御則を拡張する方法を開発した。

Research Products

• [Publications] Y.Hitaka, M.Yokomichi, M.Kono: "Trajectory tuning for tracking problem of underactuated mechanical systems"Proceedings of 7th Conference on Artificial Life and Robotics (AROB). 602-605 (2002)
• [Publications] Y.Hitaka, M.Yokomichi, M.Kono: "Trajectory tuning for tracking problem of underactuated mechanical systems"International Journal of Artificial Life and Robotics. 掲載決定.
• [Publications] M.Yokomichi: "Performance improvement of time-periodic stabilizer for nonholonomic vehicle via time-scale transformation"Proceedings of 7th Conference on Artificial Life and Robotics (AROB). 598-601 (2002)
• [Publications] Y.Hitaka, M.Yokomichi, M.Kono: "Regular trajectory generation for axisynmetric underactuated spacecraft"Proceedings of the sixth International Conference on Motion and Vibration Control. 289-294 (2002)
• [Publications] M.Yokomichi: "Feedback stabilization of driftless systems by norm-bounded inputs"Proceedings of 4th Asian Control Conference. 1085-1088 (2002)