非線形摩擦オブザ-バを用いたロバストモーションコントロールに関する研究

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電動機に駆動する負荷機械系に含まれる種々の非線形要素は,サーボ形の制御精度にさまざまな影響を与える。非線形摩擦はその一つに挙げられ,起動時のジャーキングモーションや軌跡制御時のトラッキングエラー等の原因となり,制御精度低下を招く。本研究では,制御モデルにクーロン摩擦特性を考慮した非線形外乱オブザ-バによる摩擦補償によって,非線形摩擦に対するロバストモーションコントローラを提案した。提案の手法は,以下の特徴を有するものである。1.提案の外乱オブザ-バは,クーロン摩擦モデルに基づいて速度符号関数を内在する適応オブザ-バであり,従来の摩擦補償法と異なり,摩擦に対する定量的な設定を一切必要としない。2.非線形摩擦を含有するサーボ系で特に問題となる,速度方向反転時の摩擦推定遅れに起因する制御精度低下に対して,提案の適応オブザ-バは,高速摩擦推定機能によってその制御精度低下を大幅に改善可能である。本提案法の有効性は,CNC旋盤用テーブル駆動システムによる実験と特性解析によって検証され,微小正弦波位置指令に対して,誤差2μm以下の軌跡制御精度による滑らかな速度方向反転が達成できている。