Design Methodology for Super Energy-Saving Control Systems-Discrete-valued/Saturated-input Control Approach based on Online Optirnization
超节能控制系统设计方法——基于在线优化的离散值/饱和输入控制方法
基本信息
- 批准号:17360197
- 负责人:
- 金额:$ 10.44万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
- 财政年份:2005
- 资助国家:日本
- 起止时间:2005 至 2007
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
This study considers a class of constrained systems, which have amplitude saturation in input/state or are actuated by discrete-valued signals. The purpose of the research is to develop systematic design methods for such systems and to achieve satisfactory control performance with low resolution actuators. The following results have been obtained.First, for linear systems with input-saturation, we have developed a stability analysis method and a reference shaping method which improves the tracking performance based on off-line optimization. Its effectiveness is demonstrated through various numerical examples.Second, as for model predictive control methods which determine the control subject to the systems constraints based on online optimization, we have developed two types of the methods. One is to reduce the computation burden concerning online optimization by exploiting a priori knowledge of the plant. The other is to improve the plant model in an adaptive way during the model predictive control method. Their effectiveness is validated through simulations.Third, as for discrete-valued input control, we have obtained several results. One of the main points is to utilize the dynamic quantizers which transform the original continuous-valued signals to the signals in the given discrete-valued set based on the past sequence of the both signals. We give a simple design method of such dynamic quantizers for linear continuous-time systems, and develop an optimal design method for discrete-time case which is based on the detailed information of the plant to be controlled. Many numerical and experimental results support the utility of such dynamic quantizers. Furthermore, a robust control method for a class of nonlinear systems has been presented.
这项研究考虑了一类约束系统,这些系统在输入/状态中具有振幅饱和或由离散值信号启动。该研究的目的是为此类系统开发系统的设计方法,并使用低分辨率执行器实现令人满意的控制性能。首先,对于具有输入 - 饱和的线性系统,我们开发了一种稳定性分析方法和一种参考塑形方法,该方法可改善基于离线优化的跟踪性能。通过各种数值示例证明了它的有效性。第二,对于模型预测控制方法,这些方法确定了基于在线优化的系统约束的控制,我们已经开发了两种类型的方法。一种是通过利用对工厂的先验知识来减轻有关在线优化的计算负担。另一个是在模型预测控制方法中以自适应方式改善植物模型。它们的有效性通过模拟得到验证。三分之二,对于离散值输入控制,我们获得了几个结果。要点之一是利用动态量化器,这些量化器基于两个信号的过去序列,将原始连续值信号转换为给定离散值集中的信号。我们为线性连续时系统提供了一种简单的设计方法,并为离散时间案例开发了一种最佳设计方法,该方法基于要控制的植物的详细信息。许多数值和实验结果都支持这种动态量化器的实用性。此外,已经提出了一类非线性系统的强大控制方法。
项目成果
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专著数量(0)
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专利数量(0)
Optimal dynamic quantizers for discrete-valued input control
- DOI:10.1016/j.automatica.2007.06.012
- 发表时间:2008-02-01
- 期刊:
- 影响因子:6.4
- 作者:Azuma, Shun-ichi;Sugie, Toshiharu
- 通讯作者:Sugie, Toshiharu
Local Stability Analysis of Saturating Systems via Polynomial Programming(in Japanese)
通过多项式规划进行饱和系统的局部稳定性分析(日语)
- DOI:
- 发表时间:2006
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:T.;Sugie
- 通讯作者:Sugie
フィードバック変調器を用いた離散値入力制御におけるアクチュエータ非線形性の補償
使用反馈调制器补偿离散值输入控制中的执行器非线性
- DOI:
- 发表时间:2008
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Fumiko Harada;Toshimitsu Ushio;Yukikazu Nakamoto;S. Azuma;石川
- 通讯作者:石川
Off-line Reference Shaping for Constrained Systems in the presence of Uncertainty Using Multi Input-output Bases(in Japanese)
使用多输入输出基础在存在不确定性的情况下对约束系统进行离线参考整形(日语)
- DOI:
- 发表时间:2006
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:H.;Suzuki
- 通讯作者:Suzuki
Practical Controller Design for Discrete-valued Input System using Feedback Modulators
使用反馈调制器的离散值输入系统的实用控制器设计
- DOI:
- 发表时间:2007
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:鈴木宙見;杉江俊治;S. Azuma;Y. Minami;S. Azuma;M. Ishikawa;I. Maruta
- 通讯作者:I. Maruta
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