非最小位相系に対する安定逆計算の反復法とその柔軟マニピュレータ学習制御への応用

非最小相位系统稳定逆计算的迭代方法及其在柔性机械臂学习控制中的应用

• 批准号: 12750401
• 负责人: 十河 拓也
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Chubu University (2001)Kyoto University (2000)
• 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: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12750401/
• 关键词: 学習制御; 非最小位相系; 柔軟構造物制御; 逆システム; 追従制御; 適応制御; 勾配法; 非因果性

柔軟マニピュレータなどの非最小位相系の高速かつ正確な追従制御は,近年提案された安定逆計算の手法によって実現できることが知られていたが,その使いやすい数値計算法および対象のモデルに不確かさがある場合に生じる偏差への対策は十分に研究されていなかった.そこで,研究代表者がこれまでに安定逆計算とは独立に研究していた共役システムを利用した反復法を,その数値計算法および実際の試行運転を通じてモデル化誤差の影響を低減させる学習制御法として発展させる研究を行い,以下の知見を得た.1.1リンク柔軟アームの実験装置を用い,先端位置を望みの軌道に一致させるような入力信号を繰り返し試行運転と修正を行うことによって得る実験を行い,良好な結果を得た.目標軌道の高周波成分が多過ぎない場合,およそ数十回の繰り返しによってほぼ正確な軌道を描くことができた.2.同じ1リンク柔軟アームの実験装置を用い,1の実験の後に先端に重りをのせ,このパラメータ変動によって発生した軌道誤差をさらに繰り返し学習を行うことによって低減させる実験を行い良好な結果を得た.3.1リンク柔軟アームの先端位置に関して,フィードバックを用いて安定化制御を行い,これと上に述べた学習制御を併用する制御実験を行った.この場合,学習制御はフィードバック制御系の過渡応答を望ましい形に整形するために働かせ,実験を通じてその有効性が確認された.4.柔軟アームについて有効性が確認された上記の学習制御を,同じ非最小位相系である垂直離着陸機の非線形モデルに適用する数値実験を行った.その結果,動的線形化フィードバックによって安定化した上で学習制御を適用すると柔軟アームと同様に目標軌道を実現する参照入力を獲得できることが確認された.

众所周知，可以通过最近提出的稳定反向计算方法来实现对非最小阶段（例如柔性操纵器）的高速和准确的遵循控制，但是易于 - 使用的数值计算方法和目标模型是不确定的。通过实际的试验操作来减少建模误差的效果，并通过重复试用操作获得以下知识。目标轨道不是太大，通过重复的数十个重复来绘制轨迹。通过重复学习来减少该参数波动产生的轨道误差，学习控制是将控制系统的瞬态响应变成理想的形式，并且通过实验确认了其有效性。因此，进行了攻击和着陆飞机的非线性模型。作为灵活的手臂。

项目成果

木下浩二: "勾配法による反復学習制御とStable Inversionとの関連性について"計測自動制御学会論文集. 36・12. 8 (2001)

Koji Kinoshita：“使用梯度法的迭代学习控制与稳定反演之间的关系”，仪器与控制工程师学会汇刊，36, 12. 8 (2001)。

Koji Kinoshita, Takuya Sogo, Norihiko Adachi: "Iterative Learning Control Using Adjoint Systems and Stable Inversion"Asian Journal of Control. Vol.4,No.1. (2002)

Koji Kinoshita、Takuy​​a Sogo、Norihiko Adachi：“使用伴随系统和稳定逆的迭代学习控制”亚洲控制杂志。