既約分解表現を用いた2自由度制御手法による外乱推定型適応サーボ系の研究開発

采用不可约分解表示的二自由度控制方法的扰动估计型自适应伺服系统的研究与开发

• 批准号: 05650235
• 负责人: 井上 昭
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05650235/
• 关键词: 外乱推定オブザーバ; 適応オブザーバ; 既約分解表現; 2自由度制御系; 多入出力適応制御系; インタラクタ; 固定補償要素; ダイレクトドライブサーボモータ

ロボットの関節、IC製造装置等の位置制御サーボ系においては摩擦項や重力項等の外乱推定補償が不可欠である。本研究では、外乱モデルに含まれる未知パラメータの同定と外乱推定補償を同時に行い、正確な外乱推定補償が可能となる外乱推定型適応サーボ系の研究開発を行い、以下の成果を得た。1.伝達関数の既約分解表現を用いた2自由度制御系設計手法による適応制御系構成法を多入出力系に拡張し、特に、従来、構成が困難であった、入力数と出力数の異なる制御対象にしても、適応制御系構成法を得た。2.多入出力系の適応制御系の構成において事前情報として必要なインタラクターの推定アルゴリズムの開発を、伝達関数の既約分解表現を用いて行った。3.外乱補償に有効な手法といわれる、外乱を固定補償要素によって補償する固定補償要素適応制御則に対して、既約分解表現を用いた2自由度制御系設計手法を応用し、設計自由度が多く設計パラメータの決定手順の容易な構成法を求めた。4.既約分解表現を用いた外乱推定適応オブザーバの設計法の研究を行い、本構成法による外乱補償系の収束性を数学的に証明し、また、制御対象の強正実性を利用して、フィルタ次数の小さい構造の簡単な構成法を考案し、さらに、非最小位相系へも適用可能となるように修正した構成法も提案した。いずれの構成法も計算機シミュレーションにより有効性を確認した。5.既約分解表現による外乱推定適応オブザーバとその外乱補償制御則をプログラム化し、本研究室既設のダイレクトドライブサーボモータ実験装置をコンピュータによってオンライン制御実験を行い、従来のPIDフィードバック制御より、外乱の影響が低減された結果を得た。

Position control of joints, IC production devices, etc. is based on friction terms, gravity terms, etc. This paper presents a study on the development of an adaptive system for the estimation and compensation of random variables, including unknown variables and random variables. 1. To achieve the optimal decomposition performance of the relationship between the two degrees of freedom control system design method, the appropriate control system composition method, the multi-input force system, the special, the difficult, the input force and the output number of the control system, the appropriate control system composition method. 2. The structure of multi-input power system is composed of prior information and necessary information. The development of multi-input power system is estimated. The reduced decomposition performance of multi-input power system is used. 3. External disturbance compensation has a fixed compensation element, a fixed compensation element, an appropriate control principle, a reduced decomposition performance, a 2-DOF control system design method, a design freedom, and an easy design procedure. 4. The study of design method for reducing decomposition performance, using external disturbance estimation, mathematical proof of convergence of external disturbance compensation system, use of strong positive characteristics of control object, application of simple structure method, application of non-minimum phase system, and proposal of modification method The composition of the computer system is determined by the nature of the system. 5. The results show that the performance of the reduced decomposition is estimated to be suitable for external disturbance estimation, and the external disturbance compensation control principle is optimized. The experimental equipment is designed to control the internal disturbance, and the PID control method is used to reduce the influence of external disturbance.

项目成果

井上 昭,クルモフ バレリ,増田士朗: "2自由度制御系設計手法によるモデル規範型適応制御系の一般的構成法" 計測自動制御学会論文集. Vol.30 (掲載予定). (1994)

Akira Inoue、Valeri Krumov、Shiro Masuda：“使用二自由度控制系统设计方法的基于模型的自适应控制系统的通用构造方法”，仪器与控制工程师学会汇刊，第 30 卷（即将出版）出版）（1994）。

増田士朗,井上 昭,クルモフ バレリ,杉本謙二: "既約分解表現を用いた固定補償要素を含むモデル規範型適応制御系の一構成法" 計測自動制御学会論文集. Vol.30 (掲載予定). (1994)

Shiro Masuda、Akira Inoue、Krumov Valeri、Kenji Sugimoto：“一种基于模型的自适应控制系统的构造方法，包括使用不可约分解表示的固定补偿元件”，仪器与控制工程师协会论文集第 30 卷（即将出版）。 ）（1994）

Shiro Masuda,Valeri T.Kroumov,Akira Inoue and Kenji Sugimoto: "A Design Method of Multivariable Model Reference Adaptive Control System Using Coprime Factorization Approach" Proceedings of the 32nd IEEE Conference on Decision and Control. Vol.4. 3092-3097

Shiro Masuda、Valeri T.Kroumov、Akira Inoue 和 Kenji Sugimoto：“A Design Method of Multivariable Model Reference Adaptive Control System using Coprime Factorization Approach”第 32 届 IEEE 决策与控制会议论文集。

A.Inoue,V.T.Kroumov and S.Masuda: "A Unified Design Method for Model Reference Adaptive Control Systems Using the Coprime Factorization Approach" Proceedings of the 12th World Congress of International Federation of Automatic Control. Vol.2. 83-88 (1993)

A.Inoue、V.T.Kroumov 和 S.Masuda：“A Unified Design Method for Model Reference Adaptive Control Systems using the Coprime Factorization Approach”国际自动控制联合会第十二届世界大会论文集。

Valeri T.Kroumov,Shiro Masuda,Akira Inoue and Kenji Sugimoto: "Adaptive Observer to Estimate Periodical Disturbances Using Coprime Factorization" Proceedings of the Second Asian/Pacific International Symposium on Instrumentation,Measurement and Automatic

Valeri T.Kroumov、Shiro Masuda、Akira Inoue 和 Kenji Sugimoto：“Adaptive Observer to Estimate periodical disturbances using Coprime Factorization”第二届亚太仪器仪表、测量与自动化国际研讨会论文集