ロバストなデッドビート制御方式の開発とその応用

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ある有限な時刻以降,被制御量(出力)を目標値に完全に一致させるというデッドビート制御は、離散時間制御における主要な研究である.しかし,制御対象の変動や外乱に対して,制御出力が極度に劣化してしまうという問題点が指摘されており,実用上の問題点とされていた.申請者等はこの数年間いくつかの成果を学会誌に発表してきた.これらの成果を踏まえ,本研究は以下の点を明らかにした.(1)オーバーシュートなしのデッドビート制御:目標値が単位ステップに対する最小オーバーシュート制御の研究である.この理論はL_1最適制御と同様に線形計画問題に変換され全体は2段階にわかれる.第1段階では,最小オーバーシュート問題を解く.そしてもしオーバーシュートの最小値が負(つまりオーバーシュートがない)ならば第2段階へ進み,全時刻の偏差が負の条件下でその最小値を最大化した.問題を有限次元にするためにデッドビート制御の範囲で考察した.デッドビート段数を増やすほどオーバーシュートが小さくなる様子がシミュレーションにより確かめられた.(2)H_∞ロバストデッドビート制御:この制御はノミナルなプラントに対しデッドビート制御を達成し,かつプラントの変動に対し,H_∞の意味で最適な閉ループ系を達成する制御である.2自由度制御器を用いることにより上記の2つの目的をそれぞれ独立に考察することができた.デッドビート制御は以前からロバスト性が低いといわれてきたが,これによりその欠点が改善された.