次世代電気自動車駆動用モータのための超低振動制御系と機構構造の統合設計法の構築

开发下一代电动汽车驱动电机超低振动控制系统和机械结构的集成设计方法

• 批准号: 15J08374
• 负责人: 兼松 正人
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J08374/
• 关键词: 開ループ整形手法; 凸最適化; GKYP補題; 精密位置決め制御; 振動抑制制御; 音振動抑制制御; モータ制御; 機構と制御の同時最適化

本年度はモータドライブシステムにおける位置決め誤差低減のための超低振動制御器設計手法の体系化を目的とした研究を行った。 まず従来の制御系設計手法には，パラメータ変動を含む場合の開ループ整形手法が確立されてなかった。そこでヨーロッパの研究機関であるKULeuvenが提案している区分的多項式を用いた線形行列不等式の近似解法を応用することでパラメータ変動を含む場合の開ループ整形手法の体系的な設計手法を提案した。本年度では先行研究で示されていた性能指標との定量的な比較を行った。まず，パラメータ変動を区分的多項式の一種であるB-スプラインを用いて表現する。次に，GKYP補題と呼ばれる定理をパラメータを含むシステム行列に適用し，KULeuvenにて研究が進んでいるパラメータを含む線形行列不等式の緩和手法と組み合わせることで従来の制御器設計手法よりも保守性の少ない制御器設計が出来ることを実証し，従来の設計例との比較を通して本手法の有効性を実証した。次に従来の位置決め誤差低減のための制御器設計手法では，制御器を安定化するためにノッチフィルタと呼ばれる制御器を用いていたがこの制御器は高い安定性を実現するものの，応答性を劣化させるという欠点が存在した。そこで本研究においては安定性と応答性を同時に最適化することで安定性を確保しつつ最大限広帯域化が可能な制御器の自動最適化手法を提案した。まず，安定性を確保するためのノッチフィルタと高応答性を実現するための位相進み補償器を未知変数を含む形で定義する。その後に安定性や応答性といった制御器の定量的な性能指標を周波数領域不等式と呼ばれる形式を用いて定式化する。最後にこの周波数領域不等式を満たすような制御器の係数を数値的に探索することで目標の制御性能を実現する制御器を効率よく設計出来ることを示した。

This year, the systematic research on the design method of ultra-low vibration control device for reducing the error of position determination is carried out. The design method of the control system in the future is to establish the method of opening and shaping in the case of change. The research organization of this paper proposes the design method of the system of the differential polynomial, the approximate solution of the linear matrix inequality, and the application of the differential polynomial. This year, we conducted quantitative comparisons of performance indicators based on previous research. A kind of polynomial that can be distinguished from other kinds of motion can be expressed in B-form. In addition, the GKYP supplement theorem is applicable to the linear array, and KU Leuven studies the relaxation method and combination method of the linear array inequality. The design method of the controller is conservative and the controller design is conservative. The comparison of the design examples shows that the method is effective. Secondly, due to the controller design method that reduces the position determination error, the controller is stabilized and the controller is used with a switch and a call. This controller has high stability and poor responsiveness. In this study, we propose an automatic optimization method for stability and response optimization to ensure maximum localization of possible controllers. The stability of the phase compensator is ensured by the phase compensator. The quantitative performance index of the controller is formulated in the form of a periodic field inequality. Finally, the number of cycles in the domain of the controller is determined by the coefficient of the controller.

项目成果

Fundamental Study for a Fractional Order Repetitive Control Using Generalized Repetitive Control for High Precision Motor Control

使用广义重复控制实现高精度电机控制的分数阶重复控制的基础研究

• 发表时间: 2016
• 作者: Masato Kanematsu;Hiroshi Fujimoto
• 通讯作者: Hiroshi Fujimoto

KULeuven(Belgium)

鲁汶大学（比利时）

B-Spline Parametrized Solution of Robust PID Control using the Generalized KYP Lemma

使用广义 KYP 引理的鲁棒 PID 控制的 B 样条参数化解

• 发表时间: 2016
• 作者: Masato KANEMATSU;Gijs Hilhorst,Hiroshi FUJIMOTO;Goele Pipeleers
• 通讯作者: Goele Pipeleers

GKYP 補題を用いた所望の位相余裕と位相交叉周波数を達成する位相安定化補償器の直接設計法に関する基礎検討

利用GKYP引理实现期望相位裕度和相位交叉频率的稳相补偿器直接设计方法的基础研究

• 发表时间: 2016
• 作者: Taishi Ano;Fuminao Kishimoto;Dai Mochizuki;Shuntaro Tsubaki;Masato Maitani;Eiichi Suzuki;Yuji Wada;兼松正人，藤本博志
• 通讯作者: 兼松正人，藤本博志

GKYP補題に基づく一般化繰り返し制御を応用した分数次数繰り返し制御器の基礎検討

基于GKYP引理的广义迭代控制分数阶迭代控制器基础研究

• 发表时间: 2015
• 作者: 兼松正人;藤本博志
• 通讯作者: 藤本博志