最適ロバスト性を有する適応デッドビート制御

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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きた。この問題点をYoula et al.によって導出された安定化補償器の一般形表現と、2自由度補償法によって解決できるという着想を計測自動制御学会論文集に発表した。その理論では、デッドビートの時間を最短にすることと、ロバスト性を最適化することが同時に達成されるという注目すべき点を明確にした。この成果をうけて本研究では以下の諸結果を得た。1)従来のデッドビート制御は出力変数の有限時間整定のみに注目し、制御入力には注意が払われていなかった。本研究では、出力と入力の両方をデッドビートさせる制御系の構成法を考案した。そのような全てのコントローラのパラメトリゼーションを与えるとともに、出力変数をデッドビートさせれば制御入力もデッドビートする条件も明らかにした。2)ロバストな追従特性とデッドビート性の両特性をもつコントローラの構成法を明らかにした。ロバスト性の指標にはH∞のノルムを採用し最適ロバスト性と最短時間整定を達成するコントローラのクラスを求めた。3)あらかじめ将来の目標値が既知であるとき、その情報を有効に用いてデッドビートに近い制御を達成する手法を開発した。4)零位相差追従制御系は有限時間先の情報が既知であるときの有効な追従制御系として注目されている。本研究では、追従すべき周波数域を決めたときのゲインを最適化することにより最適零位相差制御系の構成法を与え、従来の手法よりもすぐれた性能を持たせることができた。