構造的不確かさを考慮した磁気浮上系の高精度ロバスト位置制御系設計

考虑结构不确定性的磁悬浮系统高精度鲁棒位置控制系统设计

• 批准号: 11750388
• 负责人: 滑川 徹
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Kanazawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11750388/
• 关键词: ロバスト制御; ロバスト性能; ロバスト性解析; H_∞制御; 構造的不確かさ; 磁気浮上系; 高精度位置制御; ディジタル制御

本研究目的を達成するために平成11年度は以下の4項目に関して研究を行った.「1.磁気浮上制御基礎実験システムの再構築」,「2.磁気浮上制御実験システムの数理モデル集合の導出」,「3.数理モデル集合に基づく磁気浮上制御系設計と制御則の理論計算」,「4.計測・設計用のハードウエアの製作」これらに引き続き,実験環境が整った平成12年度は以下の3項目に関して研究を行なった.1.数理モデル集合に基づく磁気浮上制御系の再設計時変の目標位置に対して高精度に追従し,モデルの構造的な非線形な不確かさや予期せね外乱に対してもシステムが安定性と制御性能を保持するように,ロバスト制御性能解析に基づいて補償器を設計した.昨年度も制御系設計を行ったが,今年度は制御実験の実施環境が整ったため,制御実験に基づく制御系の再設計を行った.2.ソフトウェア/ハードウェアを組み合わせた統合的な制御環境の構築再構成された磁気浮上制御基礎実験システムに対して設計した制御器を実装するために,ディジタル制御装置と制御系設計CAD・MATLAB,SIMULINKを用いてリアルタイム制御環境を構築した.この環境を用いてディジタル制御実験を行い,制御系の評価・解析を行なった.またこの解析結果に対する考察,検討を行なった.3.得られた実験結果の解析・考察・検討上記の結果,つまり平成11年度,12年度をあわせた研究成果をまとめて,学会論文誌へ投稿した.またこの成果については今後国内外で研究発表予定である.

This study aims to achieve the following 4 research projects in Heisei 11. "1. Reconstruction of the basic system of magnetic float control,""2. Derivation of mathematical model set of magnetic float control,""3. Theoretical calculation of design and control rules of magnetic float control system based on mathematical model set,""4. Fabrication of magnetic float control system for measurement and design." 1. Mathematical model set, base magnetic float control system redesign, target position, nonlinear model of structure, prediction, external disturbance, stability, control performance maintenance, base control performance analysis, compensator design. Last year, the design of the control system was carried out. This year, the control system was redesigned. 2. The integrated control environment was reconstructed. The magnetic floating control system was designed. The control system was designed by CAD·MATLAB. SIMULINK is used to control the environment. The environment is used in the process of control, control system evaluation and analysis. The results of the analysis were investigated and discussed. 3. The results of the analysis, investigation and discussion were recorded. The results of the research were published in the 11th year and the 12th year of Pingcheng. Future research at home and abroad is expected to be carried out.

项目成果

Toru NAMERIKAWA: "Uncertainty Model and μ-Synthesis of a Magnetic Bearing"Proc.of the 1999 IEEE Int.Conf.on Control Applications. 1. 558-563 (1999)

Toru NAMERIKAWA：“磁力轴承的不确定性模型和 μ-Synthesis”Proc. of 1999 IEEE Int.Conf.on Control Applications 1. 558-563 (1999)

Fumio Matsumura: "Wide Area Stabilization of a Magnetic Bearing Using Exact Linearization"Electrical Engineering in Japan. 128・2. 53-62 (1999)

Fumio Matsumura：“使用精确线性化的磁力轴承的广域稳定”日本电气工程 128・2 (1999)。

T.Namerikawa: "Robust Performance Analysis of Magnetic Bearings"Proc.of 3rd Asian Control Conf.. 2762-2767 (2000)

T.Namerikawa：“磁力轴承的鲁棒性能分析”Proc.of 3rd Asian Control Conf.. 2762-2767 (2000)

T.Namerikawa: "Robust Performance of Uncertain Magnetic Bearings"Proc.of 45th ASME Int.Gas Turbine and Aeroengine Congress and Exhibition. 2000-GT-406. (2000)

T.Namerikawa：“不确定磁力轴承的鲁棒性能”第 45 届 ASME 国际燃气轮机和航空发动机大会暨展览会论文集。

R.Suzuki: "H_∞ Control of a Nonlinear Magnetic Suspension System with Feedback Linearization : An Experimental Study of Robustness and Fragility"電気学会論文誌C. 120C・8/9. 1195-1200 (2000)

R.Suzuki：“具有反馈线性化的非线性磁悬浮系统的 H_∞ 控制：鲁棒性和脆弱性的实验研究”IEEJ Transactions C. 120C・8/9 (2000)。