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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

基本信息

批准号：
12750411
负责人：
平田健太郎
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Osaka Prefecture 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

项目摘要

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.

This year's research results include the following: Optimization of Mini-Max using the original アルゴリズムをPID control system design proof, temperature control device design, theoretical validity proof. The current limit of the device is limited and the non-linear saturation characteristics are considered.タDependent type linear shapeかったが, this design method is the best value It is possible to calculate the number of て価御値さえであれば様々なシステムにsoft and に対応できるため, and the non-linear characteristics are considered in the designをおこなうことができた.・プロセスcontrol においてはそのモデリングがvery importantであるが, the balance point is closeでのLINEAR APPROXIMATE Possibility of application of ロセスへのについて検検question. Same results as をまとめたpaperをInternational Conference (ACC2001) tableした.またrelatedするRESULTSを Academic 雑志にて発 tableした.さらに同牟法をメカニカルシステムのcyclical movementのモThe ーションコントロールにapplies the stability of the するinterior stability に关するbasic 検攜をおこなった. Same control method を実用化するにあたりNecessary となる Transition Characteristics の Comment 価のために, Characteristic Equation のむだ Time に Off する Root Locus の Efficiency な Number Value Calculation Method法をguideいた.またdifferentialダイナミクスのfinite dimensional approximation の観PointからDesignするinteriorにpresentれる,differentialフィードバックThe H∞ problem can be solved using the condition that it is solvable.セスcontrolled device においてはcontrol device の実装を contain めた広い検 Discussion がRequirement される.Limited language length でcontrol device を実installed したInternational の MaruめError, etc., に対するclosure, ループcharacteristics, のdegradation degree, いわゆるfragility, のscale, とし, てのギャップdistance The effectiveness of the およびH∞ ループ plastic surgery method is considered, the characteristics of the ロバストを are considered, and the low-dimensionalization of the control device is investigated.