非線形H∞制御理論による制御系設計論の構築と高速移動体制御への応用

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本年度は,まず,申請者のこれまでの研究結果である非線形システムの安定化補償器のパラメトリゼーションを用いることによって,目標値応答とフィードバック特性に関する達成可能なクラスを,パラメトリゼーションの形で与える導出ができた段階である.しかし,非線形2自由度構造に対する理論的構築に向けた研究では,現段階ではフィードフォワードとフィードバックの非線形システムにおける役割が明確に解析できていない.これは,線形システムと非線形システムの大きな相違によるものであり,別方向からのアプローチが必要であると考える.また,以上の研究と平行して,非線形システムのゲイン特性を評価するために必要な,L_2ゲインのハミルトン・ヤコビ偏微分方程式による特徴づけを行った.さらに,RCヘリコプタを簡単にモデル化した,2ローター浮上システムを製作し,システム同定およびホバリング,軌道追従などの基礎実験を行った.特に,高速移動制御を目指す観点から,まずは,動的な状態フィードバックによる厳密な線形化法を適用した非線形ロバスト制御系を構築し,その有効性を,近似線形システムをもとに設計した線形ロバスト制御系と,実験的な観点から比較検討した.その結果,厳密な線形化手法では,近似線形システムに基づく制御系の場合より,十分広い領域で安定化が達成されていることが確認できた.また,ある程度の速度,加速度を有する目標軌道の場合でも有効であることが確認できた.