2016 Fiscal Year Research-status Report
非線形サンプル値制御理論による加速度センサーを用いた高度な制御系設計法の開発
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16K06412
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
片山 仁志 静岡大学, 工学部, 准教授 (20268296)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 加速度センサー / オブザーバ / 非線形サンプル値制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
GPS による位置計測と異なり、外部機器との通信を利用することなく対象の加速度 (それゆえ、対象に働く力) を計測可能な加速度センサーは安価かつ小型化可能なため、小型移動体の傾きの計測とそれに基づく制御などに産業応用されている。また、加速度センサーの計測値の積分による速度と距離の計測への可能性を持つ。しかし、対象に加わる不可観測なノイズの影響を受けやすいため、加速度センサーによる実用レベルの速度と距離計測と移動体の制御系設計への応用にはほど遠い状況である。
これまで、オイラーモデルに基づく非線形サンプル値系のオブザーバ設計法を利用して、サンプリング時刻での加速度センサーの観測ノイズを含む計測値 (加速度) から、実用的な精度で速度と位置推定を行うオブザーバの設計の枠組みを考えた。次に、オイラーモデルを利用した加速度から速度を推定するためのロバストなオブザーバの具体的な設計法の開発と従来手法(拡張カルマンフィルターによる推定器)との比較のための準備を行った。特に、加速度センサーに基づくオブザーバや出力フィードバック制御器設計問題の一般化であるサンプル値厳密フィードフォワード系に対するオブザーバと制御器設計問題への理論の拡張を進めている。特に、加速度センサーによるサンプル点観測を想定した出力変数を持つ厳密フィードフォワード系のオイラーモデルによる制御系設計の具体的な手法の開発に取り組んでいる。また、簡単な実機試験による理論検証のための準備も平行して進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
オブザーバ設計の枠組みは開発できたが、オイラーモデルに対するロバストかつ具体的なオブザーバ設計法の開発のために、非線形厳密フィードフォワード系に対する制御器設計理論のより深い理解等が必要になったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
主に、非線形サンプル値厳密フィードバック系に対し開発したオブザーバや出力フィードバック制御器の設計理論をサンプル値厳密フィードフォワード系に拡張することにより、加速度センサーに基づくオブザーバや出力フィードバック制御器設計をより広いクラスに対する設計法の特別な場合として開発する方向で対処したい。
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| Causes of Carryover |
共同研究費を利用して、1回分の海外出張(国際会議での研究発表)を行ったことと、理論検証のための加速度センサー等の装置と低価格なコンピュータの購入を1年遅らせたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
2017年度購入予定の速度センサー等の装置と低価格なコンピュータの購入に使用する。
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