ゲイン特性を考慮した最適零位相差追従制御系と実用化

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制御系の位相を零に補償し、ゲインを最適化する最適零位相差追従制御法はサーボ系において優れた追従性能を与えるものとして注目されている。しかし従来の方法では、高周波ゲインが大きすぎたり設計において多大な計算量を要するなどの問題点があった。そこで本研究ではこの制御法の実用性を高めるために、1)ゲイン特性の改善、2)容易な設計法の提案、3)制御対象の特性変動に対する追従性能への影響の低減、4)実験による提案法の有効性の実証の4点を研究目的した。本年度の研究実績は以下である。・ゲイン特性を改善するため、1995年学会誌に掲載された成果を拡張し、ゲイン特性を任意に指定できる零位相差追従補償器の設計法を導出した。具体的には補償器の次数を高くするにつれ、ゲインは単調に希望の値に近づくことを明らかにし、与えられた仕様を満たす次数の最小値の簡単な設計法を求めた。・制御対象の特性変動に対する追従性の劣化を防ぐため、各サンプルごとに制御対象の特性を推定する適応制御形式に補償器を改良した。その際、重みつき最小二乗推定法など種々の推定法を試みた。・特性変動に対する制御系の安定性および追従性能への影響の低減を理論的に解析し、シミュレーションにより確認した。・ダイレクトドライブロボットおよびXYテーブルの駆動モータ制御系に応用した。そして従来法との比較を行い、本手法の有効性を実験により実証した。以上の成果は論文としてまとめられ、国際学会および学会誌に掲載が決定している。