制御系切替時の条件整備を行う支援制御系の設計法

車のシフトチェンジなどのように制御系に切替が発生する場合がある。また、列車の通常走行時とトンネル走行時のように制御系の環境が瞬間的に変化する場合もある。このような環境の変化に対して、それぞれの状況に応じて補償器を個別に設計し、それらを切替えて用いれば、補償器設計は容易になり、環境の変化にも迅速に対応することができる。しかし、そのためには切替時の望ましくない過渡応答を抑制したり、補償器の初期値を設定する等、補償器切替時の条件を整備する切替支援制御系が必要になる。そこで、複数回の切替が発生する場合について、不確かさと外乱を陽に考慮して切替時の過渡応答を補償する切替支援補償器の設計法を提案することを目的とする。上記の目的を達成するためには、有限時間区間の観測情報・出力評価に基づいて切替支援を行う制御系の解析・設計手法を与えればよい。そこで、平成16年度では不確かさがない場合について問題を定式化し、十分条件の意味ではあるが線形行列不等式に基づく解析・設計条件の導出を行った。得られた条件は考える時間区間の各時刻に対応する条件となっており、切替時刻前後の時間区間にそれぞれ対応する2種類のリアプノフ不等式と切替時刻に対応するカップリング条件からなっている。また、得られる切替時補償器は線形ではあるが時変なものとなる。平成17年度は、これを不確かさがある場合に拡張し、同様に線形行列不等式に基づく解析・設計条件を得た。不確かさがない場合には、初期時刻での状態初期値と切替時刻までの外乱が未知要因であった。一方、不確かさがある場合には、初期時刻において不確かさに蓄積されているエネルギーも未知な要因となる。そこで、時変な変数に基づくS-procedureを用いてこの評価を導入し、線形行列不等式条件の導出に成功した。

車のシフトチェンジなどのように制御系に切替が発生する場合がある。また、列車の通常走行時とトンネル走行時のように制御系の環境が瞬間的に変化する場合もある。このような環境の変化に対して、それぞれの状況に応じて補償器を個別に設計し、それらを切替えて用いれば、補償器設計は容易になり、環境の変化にも迅速に対応することができる。しかし、そのためには切替時の望ましくない過渡応答を抑制したり、補償器の初期値を設定する等、補償器切替時の条件を整備する切替支援制御系が必要になる。そこで、複数回の切替が発生する場合について、不確かさと外乱を陽に考慮して切替時の過渡応答を補償する切替支援補償器の設計法を提案することを目的とする。上記の目的を達成するためには、有限時間区間の観測情報・出力評価に基づいて切替支援を行う制御系の解析・設計手法を与えればよい。そこで、平成16年度では不確かさがない場合について問題を定式化し、十分条件の意味ではあるが線形行列不等式に基づく解析・設計条件の導出を行った。得られた条件は考える時間区間の各時刻に対応する条件となっており、切替時刻前後の時間区間にそれぞれ対応する2種類のリアプノフ不等式と切替時刻に対応するカップリング条件からなっている。また、得られる切替時補償器は線形ではあるが時変なものとなる。平成17年度は、これを不確かさがある場合に拡張し、同様に線形行列不等式に基づく解析・設計条件を得た。不確かさがない場合には、初期時刻での状態初期値と切替時刻までの外乱が未知要因であった。一方、不確かさがある場合には、初期時刻において不確かさに蓄積されているエネルギーも未知な要因となる。そこで、時変な変数に基づくS-procedureを用いてこの評価を導入し、線形行列不等式条件の導出に成功した。