ディジタルロバストサーボ系の設計理論の確立とその空気圧アクチュエータ制御への応用

一般研究(C)

原 辰次  東京工業大学, 総合理工学研究科, 教授 (80134972)

2,000千円 (直接経費: 2,000千円)

本研究の目的は、構造的な特性変動や非線形性の影響を考慮したディジタルロバストサーボ系の最適設計理論を確立し、それを空気圧アクチュエータの制御へ適用し、その有効性を確認することである。
1.ディジタルロバストサーボ系の設計理論:
(1)時間領域で表現された特性変動や非線形性に対するロバスト安定化条件をディスクリプタ表現に基づいて導出した(第15回DSTシンポジウムで発表、1992年12月).
(2)ハイブリッド状態空間表現に基づいて、ディジタル制御系における最適設計法(H_2/H_∞最適制御)の性質を明らかにした(第21回制御理論シンポジウムで発表、1992年5月).ディジタルロバストサーボ系の最適設計法を確立した.(第22回制御理論シンポジウムで発表予定、1993年5月).
(3)上記設計法を既に開発中のUNIXシステム上の分散型CADシステム上に実現した。
現在、これらの成果に基づいて、許容できる特性変動や非線形の大きさとサンプリング周期との関係を定量的に評価するなど、提案した新しいディジタルロバストサーボ系設計法の評価を行なっている。
2.空気圧アクチュエータのディジタルロバスト制御:
(1)特性変動や非線形性を考慮した空気圧サーボ系各要素の新しい非線形モデルを作成し、実験を通してその妥当性を確認した(機械学会で発表予定).
(2)上記検討結果をゴム性人工筋をアクチュエータとするサーボ系に適用した.非線形フィードバック+PID制御を行なうことにより、非線形フィードバックを施さない場合に比べ良好な応答が得られた(ロボットメカトロニクス講演会で発表予定、1993年7月).
現在、1.で提案したサーボ系設計法をこの空気圧アクチュエータ系へ適用する準備を進めている.