Further Development of Non-Parametric Methods for Control System Design using FNFR Models

本研究では，有限個周波数応答モデルと呼ぶノンパラメトリック表現を用い，最適化に基づく制御系設計法を開発することを目的としている．この目的の下，2022年度は，これまでに提案した設計法における条件の緩和等を行い，国際学会1件，国内学会2件の論文発表を行った．国際学会では，それまでに課せられていた制御対象の条件を緩和できるように，今まで提案してきた制御系設計法を拡張し，その結果について発表した．具体的には，それまでに提案した制御系設計法では，制御対象が安定であるという条件が必要であったが，その条件を緩和し，制御対象が不安定である場合にも適用できる新たな制御系設計法を提案した．さらに，それまでは制御対象が1入出力系に限られていたが，実際の多慣性系などの制御では，位置と速度などの複数の出力をフィードバックに用いることが多いことから，制御対象が1入力多出力系の場合にも適用できるように設計法を拡張した．国内学会では，国際学会で発表した制御系設計法をさらに2自由度制御器と呼ばれる制御器構造を用いた制御系設計法に拡張し，その結果について発表した．この拡張により，フィードバック制御器だけでは達成できなかった目標値応答が達成できるようになった．もう1件の国内学会発表では，逆ラプラス変換を用いた時間応答制御仕様を達成する制御系設計法の開発を行い，その結果を発表した．それまでのほとんどの制御系設計法は周波数領域における設計法であるのに対し，実際の制御の現場ではステップ応答などの時間応答が重要視されている．その現場での重要性を重視し，本提案手法はステップ応答におけるオーバーシュート量を制限できるなどの時間応答を直接設計するという実用性を求めた設計法となっている．

本研究では，有限個周波数応答モデルと呼ぶノンパラメトリック表現を用い，最適化に基づく制御系設計法を開発することを目的としている．この目的の下，2022年度は，これまでに提案した設計法における条件の緩和等を行い，国際学会1件，国内学会2件の論文発表を行った．国際学会では，それまでに課せられていた制御対象の条件を緩和できるように，今まで提案してきた制御系設計法を拡張し，その結果について発表した．具体的には，それまでに提案した制御系設計法では，制御対象が安定であるという条件が必要であったが，その条件を緩和し，制御対象が不安定である場合にも適用できる新たな制御系設計法を提案した．さらに，それまでは制御対象が1入出力系に限られていたが，実際の多慣性系などの制御では，位置と速度などの複数の出力をフィードバックに用いることが多いことから，制御対象が1入力多出力系の場合にも適用できるように設計法を拡張した．国内学会では，国際学会で発表した制御系設計法をさらに2自由度制御器と呼ばれる制御器構造を用いた制御系設計法に拡張し，その結果について発表した．この拡張により，フィードバック制御器だけでは達成できなかった目標値応答が達成できるようになった．もう1件の国内学会発表では，逆ラプラス変換を用いた時間応答制御仕様を達成する制御系設計法の開発を行い，その結果を発表した．それまでのほとんどの制御系設計法は周波数領域における設計法であるのに対し，実際の制御の現場ではステップ応答などの時間応答が重要視されている．その現場での重要性を重視し，本提案手法はステップ応答におけるオーバーシュート量を制限できるなどの時間応答を直接設計するという実用性を求めた設計法となっている．