安定なコントローラによる分布定数系のＨ無限大制御

使用稳定控制器的分布常数系统的H无穷控制

• 批准号: 13J02861
• 负责人: 若生 将史
• 金额: $ 1.32万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J02861/
• 关键词: ロバスト制御; むだ時間系; パケット損失; 入力飽和; H-infinity制御; 強安定化

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．

When the annual は, H infinite suppression に お い て コ ン ト ロ ー ラ の stability を consider す る こ と の メ リ ッ ト を be 応 with と い う 観 point か ら Ming ら か に し た. Under specific に は の 2 kinds の シ ス テ ム に し seaborne て optimum な H infinite コ ン ト ロ ー ラ と settle な H infinite コ ン ト ロ ー ラ を そ れ ぞ れ し design, closed ル ー プ is の transition 応 answer を compare し た. 1: セ ン サ の fault や パ ケ ッ ト ロ ス が up こ り う る シ ス テ ム recent の コ ン ピ ュ ー タ の 発 に with い exhibition, many く の suppression system は イ ン タ ー ネ ッ ト な ど multi purpose の mutual ネ ッ ト ワ ー ク を with い て build さ れ て い る. こ れ に よ り import や メ ン テ ナ ン ス が easy に な っ た も の の, パ ケ ッ ト loss な ど 従 to の H infinite suppression で Cha う こ と の で き な い new た な problem が raw じ て い る. Unrest な コ ン ト ロ ー ラ を with い た occasions, た と え suppression like が seaborne settle で あ っ た と し て も セ ン サ の fault や パ ケ ッ ト loss に よ っ て transient に シ ス テ ム が open ル ー プ に な っ て し ま う た め, transition 応 a feature が the し く 悪 change し て し ま う. し か し settle な コ ン ト ロ ー ラ を design す る こ と で, そ の influence を え suppression る こ と が may で あ る こ と を 発 し, コ ン ト ロ ー ラ の stability が セ ン サ の fault や パ ケ ッ ト loss に す seaborne る シ ス テ ム の tenacious さ に important cut に な service fruit た す こ と を blame し た. 2: ア ク チ ュ エ ー タ に saturated が raw じ る シ ス テ ム linear シ ス テ ム に す seaborne る H infinite suppression theory で は, い く ら で も big き royal を into force with い い system る こ と が で き る と い う 仮 set が buy か れ て い る. し か し, flying machine や car な ど の be 応 tested え in を た interstate, suppression like の seaborne protect や physical limit の た め, ア ク チ ュ エ ー タ の output amplitude や - rates are limitations に を buy く の が natural で あ る. こ れ ら の ダ イ ナ ミ ク ス は of nonlinear で あ る た め, H infinite suppression で 従 take り Cha わ れ て い た モ デ ル の the error category に は 収 ま ら な い. This study で は, steady state に migration す る ま で に much time を necessary と す る も の の, settle な H infinite コ ン ト ロ ー ラ を with い る こ と で, ア ク チ ュ エ ー タ の saturated に よ る closed ル ー プ の stability does not melt, performance 悪 が up こ り に く く な る こ と を Ming ら か に し た.

项目成果

Stable controllers for robust stabilization of systems with infinitely many unstable poles

• DOI: 10.1016/j.sysconle.2013.02.005
• 发表时间: 2013-06
• 期刊: Syst. Control. Lett.
• 作者: M. Wakaiki;Y. Yamamoto;H. Özbay

Mixed sensitivity reduction for time-delay systems by stable controllers

通过稳定控制器降低时滞系统的混合灵敏度

• 发表时间: 2013
• 作者: 竹内智起;大石真也;金田雅仁;大野浩章;澤田潤一;浅井章良;藤井信孝;丸亀 泰二;M. Wakaiki and Y. Yamamoto
• 通讯作者: M. Wakaiki and Y. Yamamoto

Stable controller design for mixed sensitivity reduction of infinite-dimensional systems

• DOI: 10.1016/j.sysconle.2014.07.007
• 发表时间: 2014-10
• 期刊: Syst. Control. Lett.
• 作者: M. Wakaiki;Y. Yamamoto

むだ時間系に対する安定なロバストコントローラの設計

死区时间系统稳定鲁棒控制器的设计

• 发表时间: 2014
• 期刊: 計測と制御
• 作者: Machika Kawamura;Fugaku Aoki;若生将史
• 通讯作者: 若生将史

Sensitivity reduction by stable controllers for MIMO infinite dimensional systems via the taneential Nevanlinna-Pick interpolation

通过实际 Nevanlinna-Pick 插值，通过稳定控制器降低 MIMO 无限维系统的灵敏度

• 发表时间: 2014
• 期刊: IEEE Transactions on Automatic Control
• 影响因子: 6.8
• 作者: M. Wakaiki;Y. Yamamoto;and H. Özbav
• 通讯作者: and H. Özbav