離散値制御の課題解決による実用的な機械制御方法の確立

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離散値制御における過渡応答において，チャタリングのような頻繁な操作量の切り替えが発生する場合には，機器耐久性の観点で望ましくない。そこで，制御性能を保ちつつ切り替え頻度を低減化するために，「【課題1】操作量の切り替え回数の抑制制御の構築」に取り組んだ。その結果，2次形式評価関数に基づいた切り替え則と，切り替え回数の抑制を意味する状態変数の拡張による制御対象表現の併用によって，非常に簡便な形で操作量の切り替えと制御性能のトレードオフを取ることができることを示し，計算機シミュレーションおよび実験によって検証した。この結果は，オンオフ駆動における車両走行制御において，各種走行制御性能の改善方法として利用することが出来る。一方，一定目標値に追従させるサーボ問題では，定常状態において操作量の頻繁な切り替えが発生する。これは積分補償のための操作量分解能不足に伴う必然的な結果であり，切り替え頻度の低減化とは異なった意味の本質的な課題である。この観点に関する課題である「【課題2】サーボ問題における定常応答の改善方法の構築」について取り組んだ。まず，空圧式除振台を対象とした取組において，マルチレート制御を併用した方法を開発し，計算機シミュレーションおよび実験によってその効果を検証した。その成果については，日本機械学会の学術論文として採録された。さらに，熱交換器制御についても同様の考え方による方法を開発し，計算機シミュレーションによって検証した結果を計測自動制御学会にて研究発表を行った。そのほか，スロバキア工科大学との共同研究を実施し，国際会議にて研究成果の発表を行った。