二自由度ロバスト繰返し制御系の設計

繰返し制御という学習機能を持つ新しい制御手法において,学習を行う繰返しコントローラと呼ばれる制御器が大きな無駄時間を持つため,制御対象の不確かさを陽に考慮したロバストな設計法の確立は難しかった.本研究では,最近盛んに研究されているサンプル値制御系の制御理論と静的出力H^∞制御手法を繰返し制御系に拡張し,実用上特に重要となる最小次数繰返しコントローラの設計手法を提案することを目的としている.研究は理論的検討とシミュレーションによる検証という両面から行った.まず,理論の面から,繰返し制御系のフィードバック特性と入出力追従特性を独立に設計できるように,二自由度構造を持たせることにした.この時,制御対象がパラメットリックな不確かさを持つものとし,繰返しコントローラの設計は,サンプル値制御系の制御理論と静的出力H^∞制御手法を用い,系がロバスト安定となるように最小次数の繰返しコントローラの設計手法を確立した.また,残りのもう一つの自由度を系の入出力応答の改善に生かし,目標入力に対して,出力が速く整定し,しかも整定するまでの入出力誤差と制御入力が低く抑えられるように最適デッドビ-ト繰返し制御の設計手法を提案した.次に,提案した手法を検証するために,もっともよく見受ける2次の振動系を制御対象とした.提案した手法を用いることによって,ダンピング係数が0から1まで変動しても,設計された繰返し制御系はロバスト安定性を保ちながら,与えられた周期目標人力に定常偏差なく追従できることが確認でき,本設計手法の有効性が検証された.

繰返し制御という学習機能を持つ新しい制御手法において,学習を行う繰返しコントローラと呼ばれる制御器が大きな無駄時間を持つため,制御対象の不確かさを陽に考慮したロバストな設計法の確立は難しかった.本研究では,最近盛んに研究されているサンプル値制御系の制御理論と静的出力H^∞制御手法を繰返し制御系に拡張し,実用上特に重要となる最小次数繰返しコントローラの設計手法を提案することを目的としている.研究は理論的検討とシミュレーションによる検証という両面から行った.まず,理論の面から,繰返し制御系のフィードバック特性と入出力追従特性を独立に設計できるように,二自由度構造を持たせることにした.この時,制御対象がパラメットリックな不確かさを持つものとし,繰返しコントローラの設計は,サンプル値制御系の制御理論と静的出力H^∞制御手法を用い,系がロバスト安定となるように最小次数の繰返しコントローラの設計手法を確立した.また,残りのもう一つの自由度を系の入出力応答の改善に生かし,目標入力に対して,出力が速く整定し,しかも整定するまでの入出力誤差と制御入力が低く抑えられるように最適デッドビ-ト繰返し制御の設計手法を提案した.次に,提案した手法を検証するために,もっともよく見受ける2次の振動系を制御対象とした.提案した手法を用いることによって,ダンピング係数が0から1まで変動しても,設計された繰返し制御系はロバスト安定性を保ちながら,与えられた周期目標人力に定常偏差なく追従できることが確認でき,本設計手法の有効性が検証された.