非線形最適化法による最短時間制御則の実時間設計に関する研究

利用非线性优化方法实时设计最短时间控制律的研究

• 批准号: 14750377
• 负责人: 岩瀬 将美
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Tokyo Denki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14750377/
• 关键词: 最短時間制御; 逆システム; 状態依存Riccati方程式; 非線形最適化問題; フラクタル解析; 入力飽和

1.入力飽和が存在する系に対し,非線形コントローラによるフィードバック系を用いて逆システムを構成すると,逆システムの出力からbang-bang型切り替え入力が生成されることを見出した.これを,オフラインの非線形最適化による最短時間制御系設計法により設計された入力信号と比較した結果,ほぼ同等の入力を得ることができた.これは,ある種オンラインで準最短時間制御則を設計する方法と考えることができる.2.初期状態としてある空間を考え,空間内の各初期状態量から出発した軌道が終端状態量に到達する時間をカラーマップにて表示することで,最短時間性の解析を行った.逆システムを利用した準最短時間制御系設計法においては,初期状態量と到達時間,コントローラパラメータと到達時間の間にフラクタル特性が見出された.従って,初期状態量とコントローラパラメータの最適な組み合わせにより,制御性能が向上する可能性が示された.3.制御系設計の実時間設計を目指し,Field Programmable Gate Arrayデバイスを利用した,制御系設計アルゴリズムの検討・検証を行った.また,デバイスの構造・特性を念頭においた最適化アルゴリズムを検討し,実機実装のために必要とされる補助関数の製作を行った.現在,アルゴリズムを実機に実装し,検証を行っている.

1. The saturated が into force exists す る department に し seaborne, nonlinear コ ン ト ロ ー ラ に よ る フ ィ ー ド バ ッ を ク department with い て inverse シ ス テ ム を constitute す る と, inverse シ ス テ ム の output か ら bang - bang cut り for え が into force generated さ れ る こ と を shows し た. こ れ を, オ フ ラ イ ン の nonlinear optimization に よ る shortest time suppression system design Design method に よ り さ れ た signal into force と compare し た results, ほ ぼ equal の を into force to る こ と が で き た. こ れ は, あ る kind オ ン ラ イ ン で quasi suppression is shortest time を design す る method と exam え る こ と が で き る. 2. Initial state と し て あ を exam え る space, space の various initial state variable か ら out 発 し た orbit が arrive terminal state に す る time を カ ラ ー マ ッ プ に て said す る こ と で, the shortest line analytical を timeliness の っ た. Inverse シ ス テ ム を using し た quasi suppression system design method of the shortest time に お い て は, initial state variable と arrival time, コ ン ト ロ ー ラ パ ラ メ ー タ と arrival time between の に フ ラ ク タ ル features が shows さ れ た. 従 っ て, initial state variable と コ ン ト ロ ー ラ パ ラ メ ー タ の optimum な group み close わ せ に よ り, suppression performance が す upward possibility る が shown さ れ た. 3. The design of the control system <s:1> actual time design を point to を,Field Programmable Gate Array デ バ イ ス を using し た, suppression system design ア ル ゴ リ ズ ム の 検 line card for · 検 を っ た. ま た, デ バ イ ス の, structure features, thought を に お い た optimization ア ル ゴ リ ズ ム を 検 for し, be machine be installed の た め に necessary と さ れ る subsidies masato number の production line を っ た. Now,ア ゴリズムを ゴリズムを is a real machine に is a real machine に,検 certificate を is a って る る る.

项目成果

M.Iwase, S.Hatakeyama, K.Furuta: "Development of a Teaching Material System for the Fundamental Mathematics Education for Information, Computers and Systems Engineering"Proceedings of Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems : Technolog

M.Iwase、S.Hatakeyama、K.Furuta：“信息、计算机和系统工程基础数学教育教材系统的开发”智能数据采集和高级计算系统论文集：Technolog

S.Terashima, M.Iwase, K.Furuta, S.Hatakeyama, S.Suzuki: "A Design of Servo Controller for Nonlinear Systems Using State Dependent Riccati Equation"Proceedings of the 42nd IEEE Conference on Decision and Control, Hawaii, USA. 3864-3869 (2003)

S.Terashima、M.Iwase、K.Furuta、S.Hatakeyama、S.Suzuki：“使用状态相关 Riccati 方程设计非线性系统的伺服控制器”第 42 届 IEEE 决策与控制会议论文集，美国夏威夷。

神藤良康, 岩瀬将美, 畠山省四朗, 古田勝久: "Gopinath-Budinのアルゴリズムを用いた連続時間モデルの直接同定法"計測自動制御学会 論文集. 39巻・2号. 159-167 (2003)

Yoshiyasu Jindo、Masami Iwase、Shojiro Hatakeyama、Katsuhisa Furuta：“使用 Gopinath-Budin 算法的连续时间模型的直接识别方法”，仪器与控制工程师学会汇刊，第 39 卷，第 2. 159-167 期。 2003））

M.Iwase, S.Hatakeyama, K.Furuta: "Development of a Teaching Material System for the Fundamental Mathematics Education for Information, Computers and Systems Engineering"International Scientific Journal of Computing. 2・2. 128-132 (2003)

M.Iwase、S.Hatakeyama、K.Furuta：“信息、计算机和系统工程基础数学教育教材系统的开发”《国际计算科学杂志》2・2（2003）。