修正繰返し補償器を併用したH_∞制御に基づく超小型超音波モータのロバスト回転制御

基于改进重复补偿器的 H_∞ 控制的微型超声电机鲁棒旋转控制

基本信息

批准号：
11750387
负责人：
小林泰秀
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Nagaoka University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

[速度制御用プラントモデルの同定]入力が加振周波数,出力がロータ速度で,乗法的摂動を持つプラントを仮定し,システム同定を行った.[連続時間むだ時間系に対する実装可能な補償器設計法の開発]むだ時間要素を有限次元近似して保守性の低い設計を行う場合,従来知られている設計法ではむだ時間要素の有限次元近似誤差を実装する必要があり,現実的には補償器を実装できないことがわかった.そこで,むだ時間要素と有限次元システムを用いて実装が可能な補償器の設計法を開発したシミュレーションを行い,開発手法の利点を示した.[定速度制御実験]開発した設計法を用いて補償器を設計し,定速度制御実験を行った結果,実際の感度特性が理論計算結果と大きく違うことがわかった.これは,システム同定の際の入力信号の振幅を,ある1点に固定したのが原因であると考えられる.そこで,これを数点変えてシステム同定を行ったが,不確かさの見積もりが非常に大きくなり,周期外乱の抑制は困難であることがわかった.ロータの慣性モーメント等の物理パラメータを陽に含むプラントモデルを構成し,より不確かさの小さいモデルを構成する必要がある.[微小角変位測定系の構成]本モータ評価キットに搭載されているロータリエンコーダ(180ppr)の場合,目標位置に到達する直前で加振を停止するという簡単な制御により,十分な位置決め性能が得られることを確認した.さらに位置決め分解能を高めるために,レーザーと一次元PSDを用いた光テコ式の微小角変位測定系を構成し,校正を行った結果,10000ppr相当の分解能を得た.[高精度位置決め制御系の検討]短時間ステータを加振したときのロータの角変位(静止位置から次の静止位置までの角度)を測定した.その結果,系の時定数とむだ時間が共に約100μsecであることがわかった.[離散時間むだ時間系における補償器実装時の計算量を低減する手法の開発]本モータの応答は非常に速いため,制御系のサンプリング時間を十分短くする必要がある.一方,サンプリング時間に対してむだ時間が長くなると,制御則の計算量が増大し,サンプリング時間を短くすることができない.これを改善する設計法を開発した.今後実験を行い,来年度4月に開催される計測自動制御学会制御部門大会で発表する予定である.

[速度控制的对象模型的识别] 假设一个具有乘法扰动的对象，其中输入是励磁频率，输出是转子速度，进行系统识别[连续时间死区时间系统的可实现补偿器设计][方法的开发。 ] 通过死区时间元素的有限维近似来执行可维护性较低的设计时。在传统的设计方法中，需要实现死区时间元件的有限维近似误差，并且发现不可能现实地实现补偿器，因此，我们使用死区时间元件和有限元。我们进行了模拟来开发一种可以使用它来实现的补偿器设计方法。 [恒速控制实验] 使用所开发的设计方法设计补偿器并进行恒速控制实验，结果发现实际的灵敏度特性与理论计算结果存在显着差异。这被认为是由于。事实上，输入信号的幅度在系统识别期间固定在一个点。因此，我们通过改变几个点来进行系统识别，但发现估计的不确定性变得非常大，并且很难构建包含在周期扰动中的对象模型。 [小角位移测量系统配置] 在该电机评估套件中安装旋转编码器（180 ppr）的情况下，在到达目标位置之前停止励磁的简单控制就足以获得优异的定位性能。 .此外，定位拆装为了提高性能，我们使用激光和一维PSD构建了光学杠杆式小角位移测量系统，并通过校准，获得了相当于10,000 ppr的分辨率[高精度研究。定位控制系统]定子短时间励磁时转子的角位移（从一个静止位置到下一个静止位置）结果发现，系统的时间常数和死区时间均约为100微秒[开发一种在离散时间死区时间系统中实现补偿器时减少计算量的方法]本书自电机的响应速度很快，需要使控制系统的采样时间足够短。另一方面，如果死区时间变得比采样时间长，则控制律的计算量增加，从而无法缩短采样时间。我们开发了一种设计方法来改善这个问题，我们计划提出。本次仪器与控制工程师学会控制分会会议将于九月份召开。