解析的手法と知能的手法の融合によるプロセス制御系設計における複雑さへの挑戦
解析的手法と知能的手法の融合によるプロセス制御系設計における複雑さへの挑戦
通过结合分析和智能方法来挑战过程控制系统设计的复杂性
批准号：
12750411
负责人：
平田 健太郎
金额：
$1.47万
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
项目状态：
已结题
起止时间：
2000 至 2001
中文摘要
翻译
本年度の研究実績は以下のとおり.・遺伝アルゴリズムを用いたMini-Max最適化によるロバストPID制御系設計の検証のため,温度制御プロセス実験装置を作成し,理論の有効性を検証した.実際の装置ではヒーター電流の制限があるために非線形な飽和特性を考慮しなければならず,アフィンパラメータ依存型の線形システムとしての取り扱いはできなかったが,本設計法では数値シミュレーションによって評価関数値さえ計算可能であれば様々なシステムに柔軟に対応できるため,非線形特性を考慮した設計をおこなうことができた.・プロセス制御においてはそのモデリングが非常に重要であるが,平衡点近傍での線形近似モデルによらずとも未知なる平衡点への安定化が可能である遅延フィードバック制御の実プロセスへの適用可能性について検討した.同結果をまとめた論文を国際会議(ACC2001)にて発表した.また関連する結果を学術雑誌にて発表した.さらに同制御法をメカニカルシステムの周期運動のモーションコントロールに適用する際の安定性に関する基礎的検討をおこなった.同制御法を実用化するにあたり必要となる過渡特性の評価のために,特性方程式のむだ時間に関する根軌跡の効率的な数値計算方法を導いた.また差分ダイナミクスの有限次元近似の観点から設計する際に現れる,微分フィードバックH∞問題のLMIを用いた可解条件についてディスクリプタ表現を基にしたアプローチを示した.・プロセス制御においては制御器の実装を含めた幅広い検討が要求される.有限語長で制御器を実装した際の丸め誤差等に対する閉ループ特性の劣化度合い,いわゆるfragilityの尺度としてのギャップ距離およびH∞ループ整形法の有効性を検討し,ロバスト特性を考慮した制御器の低次元化に関して考察した.
英文摘要
本年度の研究実績は以下のとおり.・遺伝アルゴリズムを用いたMini-Max最適化によるロバストPID制御系設計の検証のため,温度制御プロセス実験装置を作成し,理論の有効性を検証した.実際の装置ではヒーター電流の制限があるために非線形な飽和特性を考慮しなければならず,アフィンパラメータ依存型の線形システムとしての取り扱いはできなかったが,本設計法では数値シミュレーションによって評価関数値さえ計算可能であれば様々なシステムに柔軟に対応できるため,非線形特性を考慮した設計をおこなうことができた.・プロセス制御においてはそのモデリングが非常に重要であるが,平衡点近傍での線形近似モデルによらずとも未知なる平衡点への安定化が可能である遅延フィードバック制御の実プロセスへの適用可能性について検討した.同結果をまとめた論文を国際会議(ACC2001)にて発表した.また関連する結果を学術雑誌にて発表した.さらに同制御法をメカニカルシステムの周期運動のモーションコントロールに適用する際の安定性に関する基礎的検討をおこなった.同制御法を実用化するにあたり必要となる過渡特性の評価のために,特性方程式のむだ時間に関する根軌跡の効率的な数値計算方法を導いた.また差分ダイナミクスの有限次元近似の観点から設計する際に現れる,微分フィードバックH∞問題のLMIを用いた可解条件についてディスクリプタ表現を基にしたアプローチを示した.・プロセス制御においては制御器の実装を含めた幅広い検討が要求される.有限語長で制御器を実装した際の丸め誤差等に対する閉ループ特性の劣化度合い,いわゆるfragilityの尺度としてのギャップ距離およびH∞ループ整形法の有効性を検討し,ロバスト特性を考慮した制御器の低次元化に関して考察した.
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K.Hirata,Y.Yamamoto and A.Tannenbaum: "A Hamiltonian-based solution to the two-block H^∞ problem for general plants in H^∞ and rational weights"System and Control Letters. 40. 83-96 (2000)
K. Hirata、Y. Yamamoto 和 A. Tannenbaum：“基于哈密顿量的 H^∞ 和有理权重中的一般植物的两块 H^∞ 问题的解决方案”系统和控制快报 40. 83-96 (2000) ）
K. Hirata、Y. Yamamoto 和 A. Tannenbaum：“基于哈密顿量的 H^∞ 和有理权重中的一般植物的两块 H^∞ 问题的解决方案”系统和控制快报 40. 83-96 (2000) ）
DOI：
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发表时间：
期刊：
影响因子：
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作者：
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通讯作者：
H.Kokame, K.Hirata, K.Konishi, T.Mori: "State Difference Feedback for Stabilizing Uncertain Steady States of Non-linear Systems"International Journal of Control. Vol.74, No.6. 537-546 (2001)
H.Kokame、K.Hirata、K.Konishi、T.Mori：“用于稳定非线性系统不确定稳态的状态差异反馈”国际控制杂志。
H.Kokame、K.Hirata、K.Konishi、T.Mori：“用于稳定非线性系统不确定稳态的状态差异反馈”国际控制杂志。
DOI：
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发表时间：
期刊：
影响因子：
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作者：
[]
通讯作者：
平田健太郎: "アフィンパラメータ依存システムのH^2性能の局所的性質とPID制御系設計への応用"第29回制御理論シンポジウム資料. 75-78 (2000)
Kentaro Hirata：“仿射参数相关系统的 H^2 性能的局部特性及其在 PID 控制系统设计中的应用”第 29 届控制理论研讨会资料 75-78 (2000)。
Kentaro Hirata：“仿射参数相关系统的 H^2 性能的局部特性及其在 PID 控制系统设计中的应用”第 29 届控制理论研讨会资料 75-78 (2000)。
DOI：
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发表时间：
期刊：
影响因子：
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作者：
[]
通讯作者：
平田健太郎, 小亀英己, 小西啓治, 藤田英史: "オブザーバを用いた連続時間遅延フィードバック制御-倒立振子系への応用-"第1回計測自動制御学会制御部門大会資料. 375-378 (2001)
Kentaro Hirata、Hideki Ogame、Keiji Konishi、Hideshi Fujita：“使用观察器的连续时间延迟反馈控制 - 在倒立摆系统中的应用 -”第一届仪器与控制工程师学会控制部门会议材料 375-378 (2001)。
Kentaro Hirata、Hideki Ogame、Keiji Konishi、Hideshi Fujita：“使用观察器的连续时间延迟反馈控制 - 在倒立摆系统中的应用 -”第一届仪器与控制工程师学会控制部门会议材料 375-378 (2001)。
DOI：
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发表时间：
期刊：
影响因子：
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作者：
[]
通讯作者：
K.Hirata, H.Kokame, K.Konishi, H.Fujita: "Observer-based Delayed Feedback Control of Continuous-time systems"Proceedings of American Control Conference 2001. 2514-2515 (2001)
K.Hirata、H.Kokame、K.Konishi、H.Fujita：“连续时间系统的基于观察者的延迟反馈控制”美国控制会议记录 2001。2514-2515 (2001)
K.Hirata、H.Kokame、K.Konishi、H.Fujita：“连续时间系统的基于观察者的延迟反馈控制”美国控制会议记录 2001。2514-2515 (2001)
DOI：
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发表时间：
期刊：
影响因子：
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作者：
[]
通讯作者：
共 8 条
周期運動の制御-軌道の埋込みと遅延フィードバックによる安定化-
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批准号：14750374
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项目类别：Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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资助金额：$2.18万
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财政年份：2002
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负责人：平田 健太郎
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依托单位：
海外基金