情報欠落と伝達遅延を考慮した有線・無線ネットワークを介したディジタル制御

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14750369
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 藤岡 久也 京都大学, 情報学研究科, 助教授 (60273596)
• Keywords: networked control system / sampled-data system / robust control

Research Abstract

近年,情報通信技術の急速な発展にともないLANやインターネットなどの情報ネットワークを介した物理システムの制御が着目を集めている.このような情報ネットワークを介してフィードバック制御を行うシステムをネットワーク化制御系と言う.ネットワークを用いることによってシステム全体のコストを下げることができ,診断や導入が簡単になるなどの利点がある.ネットワーク化制御系において制御入出力などの情報は、センサ,コントローラ,アクチュエータなどの制御コンポーネント間を繋いでいるネットワークを介して交換される.
ネットワーク化制御系の解析や設計はネットワークの存在によって困難となる.本研究では困難の1つであるネットワークのビットレート制約に注目し,ビットレート制約のもとでのネットワーク化制御系の設計法を提案した.ビットレートが制約されているため量子化レベルがサンプル周期に依存し,サンプル周期を長くすると量子化誤差は小さくなり,サンプル周期を短くすると量子化誤差は大きくなる.そこで本研究では量子化誤差をサンプル周期に依存した強度をもつ白色雑音としてモデル化し,ビットレート制約のもとで性能を最適化するサンプル周期の選定法および最適補償器の設計法を提案した.具体的にはネットワーク化制御系をサンプル値制御系の特別な場合としてモデル化し,混合H2/H∞制御設計問題を適用した.

Research Products

• [Publications] 山本健司, 藤岡久也: "ネットワークを介した制御系のビットレート制約を考慮した最適設計"第3回制御部門大会資料. 43-46 (2003)
• [Publications] 藤岡久也, 伊藤健作: "通信容量制約のあるサンプル値制御系の最適設計"計測自動制御学会論文集. 39・5. 463-468 (2003)
• [Publications] Hisaya Fujioka, Kensaku Ito: "Performance optimization for a class of networked control systems with communication constraints"Proceedings of American Control Conference. 248-253 (2003)