オートフォーカス機構の最適化による高速追従性能の実現

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本研究では、まずサーボ性を考慮した構造系の最適化を感度解析により実行する方法を提案している。この最適化方法により、サーボ性能と安定性を向上させるための構造物の固有振動数と固有モードの最適化を可能にした。そして、感度解析を用いた構造系とサーボ系の統合最適設計法の提案および開発を行った。この方法は、構造系の形状、制御系の比例ゲインおよび動的補償器のパラメータを設計変数とし、サーボ性能を向上させるための各設計変数の最適値を決定するものである。これらの方法を用いて、位置決め制御機構の簡易モデルの最適設計および実験を行うことにより、手法の有効性を検証している。次に、高性能な周波数応答の整形を実現させるために、構造系とH^∞制御系の統合設計手法の開発を行った。まず、コンプレックス法による構造系とH^∞制御系の統合設計法の提案および開発を行い、さらにセンサー、アクチュエータ配置を含めた統合設計手法の開発を行っている。後者の方法では、最適化手法として遺伝的アルゴリズムを用いることにより、設計変数が離散値となるセンサー、アクチュエータ配置の最適化を可能にし、構造系との連携においてより自由度の高い設計を行うことを可能にしている。さらに、動的補償器の次数を増やさずに複数のモードの制振を行える、モード重み係数を用いたH^∞制御系の設計法を提案し、その実用性を検証している。