Networked Control under Clock Synchronization Errors
Networked Control under Clock Synchronization Errors
复制标题
时钟同步误差下的网络控制
DOI：
10.11499/sicejl.55.984
复制
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
岡野 訓尚
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
若生 将史;岡野 訓尚
ネットワーク化制御系では, 通信の利用によりレイアウトの自由度やメンテナンスコストの面で恩恵を受ける一方, システム内の情報共有に制約が課される. この, 通信路の存在に起因する新たな課題は注目を集めており 1), 2), その 1 つに時刻情報の不確実性がある. ロボットアームの遠隔操作のように通信遅延が制御性能に悪影響を及ぼす場合, 通信パケットの時刻情報を用いて補償する手法が提案されている 3)~ 5). しかし, 一般にネットワーク上の機器はおのおのが具備するクロックに基づいて動作しており, システム全体で同一の時刻概念をもつことが難しい. そのため, 制御において基本的な時刻情報に誤りが生じる.通信路の両端でクロックを同期させることは, 通信の分野で中心的な課題の 1 つであり, これまでに多数のアルゴリズムが考案されている 6), 7). 最近では, システム制御の分野で発展した, マルチエージェント系の協調制御手法をもとにした手法も提案されている 8), 9). 一方で, こうした同期アルゴリズムの限界も指摘されている. 文献 10) は, 通信に未知の遅延がある場合, 完全な同期を達成することが不可能であることを明らかにした. クロック同期を達成するために, 電波時計や GPS (Global Positioning System) といったシステム外部から提供される時刻情報を参照する手法も広く普及している. しかし, 電波時計は精度が数 10 ms と比較的低い. また, GPS は屋内で使用できないことに加え, 欺瞞信号によって外部からデータを操作可能になる危険性も指摘されている 11), 12). したがって, 同期誤差の完全な解消には至っていない. 本稿では, システムの構成要素がおのおののクロックにしたがって動作するフィードバック系を考え, 同期誤差を陽に考慮した制御系の解析・設計手法をいくつか紹介する. 本稿の構成は以下のとおりである. 第 2 章では, 準備としてクロック同期問題の概要を説明する. つぎに, 第 3 章では, 制御系において時刻情報を陽に用いる例として, 遅延補償の問題を扱う. 第 4 章, 第 5 章では, 同期誤差によって時刻情報に誤りが含まれる場合の制御について, ロバスト制御に基づくアプローチと量子化制御の手法を用いた研究をそれぞれ紹介する. 最後に, 本稿のまとめを第 6 章で述べる.