安定なコントローラによる分布定数系のＨ無限大制御

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当該年度は，H無限大制御においてコントローラの安定性を考慮することのメリットを実応用という観点から明らかにした．具体的には以下の2種類のシステムに対して最適なH無限大コントローラと安定なH無限大コントローラをそれぞれ設計し，閉ループ系の過渡応答を比較した．１：センサの故障やパケットロスが起こりうるシステム近年のコンピュータの発展に伴い，多くの制御系はインターネットなど多目的の共有ネットワークを用いて構築されている．これにより導入やメンテナンスが容易になったものの，パケット損失など従来のH無限大制御で扱うことのできない新たな問題が生じている．不安定なコントローラを用いた場合，たとえ制御対象が安定であったとしてもセンサの故障やパケット損失によって一時的にシステムが開ループになってしまうため，過渡応答特性が著しく悪化してしまう．しかし安定なコントローラを設計することで，その影響を抑えることが可能であることを発見し，コントローラの安定性がセンサの故障やパケット損失に対するシステムの頑強さに重要な役割に果たすことを指摘した．２：アクチュエータに飽和が生じるシステム線形システムに対するH無限大制御理論では，いくらでも大きい制御入力を用いることができるという仮定が置かれている．しかし，飛行機や車などの実応用を考えた際，制御対象の保護や物理的限界のため，アクチュエータの出力振幅や変化率に制限を置くのが自然である．これらのダイナミクスは非線形的であるため，H無限大制御で従来取り扱われていたモデル化誤差の範疇には収まらない．本研究では，定常状態に遷移するまでに多少時間を必要とするものの，安定なH無限大コントローラを用いることで，アクチュエータの飽和による閉ループの不安定化・性能悪化が起こりにくくなることを明らかにした．