カオス理論に基づく時系列短期予測法と並列処理を用いた機械構造系の予測制御

基于混沌理论和并行处理的短期时间序列预测方法的机械结构系统预测控制

• 批准号: 12750193
• 负责人: 増本 憲泰
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Waseda 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: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12750193/
• 关键词: 振動制御; ディジタル制御; カオス; 時系列予測; 予測制御; 並列処理

初年度(平成12年度)は,予測制御法に並列処理技術を組み込んだ並列処理予測制御システムの構築とその性能評価を行うため,数値計算を中心に研究を進めた.しかしながら,初年度の研究終了時では数値的検討の余地が少なからず残されており,さらなる性能の向上が見込まれたため,本年度(平成13年度)の前半は並列処理予測制御システムの改良を行った.改良手法をDuffing系の予測制御に適用し数値計算を通して検討した結果,初年度の研究終了時と比較して、並列処理部分のみの改良により計算時間が38.5%削減された.しかしながら,1回のプロセスに費やす計算時間がサンプリング時間以下とはならず,さらに予測制御プロセスのデータ処理部分を大幅に改良することによって,数値計算においては十分な処理速度を達成した.この成果は,日本機械学会Dynamics and Design Conference 2001にて報告された.本年度の後半では,並列処理予測制御システムを用いた実験システムの構築とその性能評価を行った.対象系は数値計算により既に多くの検討がなされている強制減衰振子系とした.振子は寸法が200mm×16mm×10mmのジュラルミン製の直方体とした.また,振子の支持点(端点から8mm)には水平方向に正弦波状の強制変位入力が加えられ,回転方向の比例粘性減衰を考慮した.振子の角変位時系列を予測対象とし,制御入力はDCサーボモータにより支持点にトルクを付加することによって与えた.種々の検討の結果,サンプリング時間内の計算回数を約10倍程度まで向上させることができ,その結果として従来手法を用いた実験結果よりも制御性能を向上させることができた.今後はさらに詳細な検討を行い,日本機械学会や米国機械学会に投稿する学術論文としてまとめ,その成果を公開していく予定である.

は, at the beginning of year (pp.47-53 12 year) to our royal law に tied for 処 science technology group を み 込 ん だ parallel 処 principle to our royal シ ス テ ム の build と そ の performance evaluation 価 を line う た め, the numerical calculation を center を に research into め た. し か し な が ら, early で at the end of the annual の research は the numerical less room to beg の 検 が な か ら ず residual さ れ て お り, さ ら な る の performance For the current year (Heisei 13), the first half of が is concurrently handled with the assessment and control of システム and the improvement of を line った. Improved technique を Duffing system の to our royal し に apply the numerical computing を tong し て beg し 検 た results, at the beginning of the annual の と at the end of the study compared し て part, tied for 処 の み の improved に よ り computing time が 38.5% cut さ れ た. し か し な が ら, 1 back の プ ロ セ ス に fee や す computing time が サ ン プ リ ン グ time following と は な ら ず , さ ら に to our royal プ ロ セ ス の デ ー タ 処 principle part を に significantly improved す る こ と に よ っ て, the numerical calculation に お い て は very な 処 Richard speed を reached し た. こ は の achievements, Japan institute of mechanical Dynamics, and Design the Conference 2001 に て report さ れ た. In the second half of this year, で で will be processed, and the pre-test and control システムを will be conducted using た た experiments システム <s:1> to construct とそ performance evaluations 価を and った. For the <s:1> value calculation of the object system, によ によ is に more く <s:1> 検 than がなされて る る forced attenuation oscillator system と た た. Oscillator は "method が 200 mm x 16 mm x 10 mm の ジ ュ ラ ル ミ ン system の straight side body と し た. ま た, oscillator の support point (endpoint か ら 8 mm) に は horizontal に sinusoidal の force - a が added into force え ら れ, back to the planning direction の proportion viscous damping を consider し た. Oscillator の Angle - a series of polices を to test like と し, suppression は DC into force サ ー ボ モ ー タ に よ り support point に ト ル ク を plus す る こ と に よ っ て and え た. Kind of 々 の 検 for の results, サ ン プ リ ン の グ time calculation of back を about 10 times the level ま で upward さ せ る こ と が で き, そ の results と し て 従 to technique を い た be 験 results よ り も suppression performance を upward さ せ る こ と が で き た. Future は さ ら に detailed な 検 for line を い, Japan machinery learn や m countries learn to contribute に す る academic papers と し て ま と め, そ の results を public し て い く designated で あ る.