アクチュエータの最大性能を効率的に用いる機械制御アルゴリズムの開発

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平成17年度の研究実績の概要を以下に述べる.1.超高速サーボ系の設計法の構築:入力飽和の存在下で,既知のダイナミクスにより生成される目標入力に対し,制御量を定常的にオフセットを生じることなく,速やかに追従させる制御系の設計法を示した.この方法では,1)制御量が追従可能となる初期状態集合を明らかにしている,2)飽和状態を積極的に利用することで応答の高速化を達成している,3)設計問題は線形行列方程式と線形行列不等式を解く問題に帰着されており,効率的に解くことが可能などの有用な特徴を有している.2.可変振幅型多重飽和フィードバック制御則の構築とロボット制御への応用:状態量の値に応じて振幅が変化する飽和関数を直列結合した構造を有するフィードバック制御則を提案した.この制御則を用いることにより,飽和フィードバックのクラスで,直列積分器系の大域的漸近安定化と漸近的外乱除去が可能であることを理論的に示した.さらに,この制御則を,非ホロノミック移動ロボットの軌道追従制御問題に適用する方法を提案した.この手法を用いることにより,移動ロボットの初期位置が目標軌道から任意に離れていても,アクチュエータ飽和の存在下で目標軌道に移動ロボットを漸近的に追従させることが可能となる.さらに,目標軌道の曲率に応じて前進速度を制御する方法を提案した.3.VTOL航空機の飛行制御:非線形かつ不安定なダイナミクスを有するVTOL航空機のための,ゲインスケジュールドフィードバック制御器の設計法を提案し,その有効性を実験的に検証した.