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Perfect Tracking Control by PWM-Type Input

通过 PWM 型输入实现完美跟踪控制

基本信息

批准号：
19K04438
负责人：
平田光男
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Utsunomiya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

モーションコントロールの制御対象として取り扱うことの多い二重積分系は，零次ホールド離散化すると不安定零点を生ずる。しかし，申請者らの最近の研究により， PWM（Pulse width modulation）型入力系の場合，PWMパルスの生成方法を工夫すると，その不安定零点を安定化できることがわかった。そこで本研究では，PWM型入力系において安定な逆モデルに基づく完全追従制御を達成するための具体的な設計法を確立することを目的とする。我々が提案した，PWMパルスの中心をサンプリング周期の前方に固定することで不安定零点を安定化する従来法は，生成できるパルス幅が制約され，制御入力が有効に活用できないという欠点があった。そこで，二重積分系において，パルスの立ち上がり時刻をサンプリング周期の始めに固定し，パルス立ち下がり時刻を可変とする方法を提案した。この方法では，フィードフォワード制御器が時変系となるが，パルス幅の制約を一切受けないという利点がある。次に，制御対象が４次の高次系において，入出力の取り方と厳密線形化モデルの離散化零点の安定性について考察し，離散化零点が安定となる場合を明らかにした。提案法の有効性を検証するため，提案法をレーザ加工機の心臓部で用いられるガルバノスキャナの高速・高精度な角度制御に適用し，シミュレーションで制御性能を評価した。その結果，零位相差追従制御（ZPETC）などの既存の方法に比べて，目標値追従性能が向上することを確認した。上記成果の一部は，この分野で国際的に著名な学術誌にすでに掲載されている。今後は，実機実験を通してその有用性を検証する。

The system of multiple double integrals of zero order is discretized into unstable zeros. In recent research conducted by the applicant, PWM (Pulse Width Modulation)-type input force system is used to generate PWM parameters and stabilize unstable zeroes. In this study, the PWM power system was designed to achieve the objective of complete control. I propose that the center of PWM be fixed in the front of the cycle, and that the unstable zero be stabilized in the front of the cycle, and that the amplitude of PWM be controlled in the control force. The method of double integral system is proposed, which is fixed at the beginning of the cycle and can be changed at the beginning of the cycle. The method is to change the timing of the controller, and to change the amplitude of the controller. Second, the control object is the fourth order of the high-order system, the input force is selected, the stability of the discretization zero is investigated, and the discretization zero is stable. The proposed method has been proved to be effective, and the proposed method has been evaluated for the control performance of the high-speed and high-precision angle control in the central part of the processing machine. As a result, zero phase error control (ZPETC) is better than existing methods, and target tracking performance is better than existing methods. The results of the above report are published in the famous international academic journals. In the future, the utility of the machine will be demonstrated.