階層構造の導入による機械システム制御系の知能化

点击翻译按钮获取中文摘要

時変の調整パラメータを有する機械システムの新しい制御系設計手法ついて検討を行った.制御構造を,時変設計パラメータを閉ループ性能が向上するように調整するスーパーバイザ部と,時変パラメータ変動の情報を考慮してフィードバック制御を行うコントローラの2要素・2階層と設定した.フィードバックコントローラ部は,時変パラメータの変動を考慮したLMIべ一スのゲインスケジューリングコントローラとした.この制御則を採用することによって,スーパーバイザの設計時に閉ループ系の安定性を考慮する必要性がなくなるため,種々の最適化手法を用いたスーパバイザ設計が柔軟に行えることを示し,このような階層構造を有する制御手法を,アクティブゲインスケジューリングと定義した.アクティブゲインスケジューリング手法は,閉ループノルムを最小化することを目的とした解析的な制御系設計手法と,閉ループ系の安定性等の保証は困難であるものの,閉ループ過渡応答の直接的な調整も可能で柔軟性の高い知的制御手法(ニューラルネットワークやファジィ手法など)の利点を相補的に活用可能な方法であることを示した.さらに,本手法が,制御対象中の設計変数とコントローラの統合化設計の拡張とも位置づけられることを明らかにした.提案する手法の有効性を示すため,簡単な機械系制御システムを例として,二値切替型のスーパバイザや,遺伝的アルゴリズム(GA)によるスーパバイザの設計法を提案し,シミュレーションによってその有効性を確認した.