仮想目標値を用いるサーボ系設計法とフレキシブルアーム同時最適化への応用

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1.仮想目標値を用いるサーボ系設計:線形定常連続時間系と離散時間系の1型サーボ系に対し,時間領域において過渡応答区間における目標値を時変とすることによって新たな設計の自由度を導入し,過渡特性の改善を行う設計法を提案した.この制御は公称値に対しては有効であるが,時間領域における制御則をそのまま周波数領域で表すと,ロバスト性が失われ,未知のステップ状外乱やパラメータ変動に対しては定常偏差が生じるという問題がある.そこで,その対策として,ロバストな構造を持つサーボ系に仮想目標値フィルタを付加する設計法を提案した.本手法をフレキシブルアーム制御に適用し,シミュレーションにより,その有効性を確認した.さらに,2次形式評価関数にとらわれない評価を設定し,それを最適化する制御系(制御器)の設計に関する研究を行った.(3.参照)2.制御系と構造系の同時最適化:同時最適化問題を,複数個の目的関数と制約条件を持ったファジィ多目的最適化問題として定式化し,最適化手法として遺伝的アルゴリズムを用いる設計法を提案した.本手法では,意志決定者の持つ知識や経験などあいまいな要因の設計への導入が容易となる.本手法を,フレキシブルアームより単純な構造であるアクティブサスペンションシステムの設計例に適用し,有効性を確認した.3.遺伝的アルゴリズムを用いた制御系設計:制御系の設計問題をファジィ多目的最適化問題として定式化し,遺伝的アルゴリズムによって制御器に含まれる設計パラメータを決定する手法を提案し,研究を行った.本手法では,時間領域と周波数領域において,評価関数や制約条件をいくつでも考慮することができ,制御器の次数も任意に設定できる.4自由度の振動制御ベンチマーク問題に本手法を適用し,その有効性を示した.