実時間予見仮想目標値設計とその応用

实时预测虚拟目标值设计及其应用

基本信息

批准号：
07750273
负责人：
江上正
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Kanagawa University
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：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07750273/
关键词：
実時間目標値仮想目標値予見制御クレーンロボット

项目摘要

一般に制御系の応答が遅い場合には、実目標値よりも位相を進めて仮想的な目標値を設定し、外乱などが入った場合にはその影響を受ける方向と逆方向に仮想的な目標値(これを仮想目標値と呼ぶ)を設定して、出力を仮想目標値に追従させるようにすれば、本来の目標値に対する応答の改善が得られることは明らかであると思われる。このような仮想目標値が制御系の情報を用いて、オンラインでフィードバック的に設計できれば、パラメータ変動や外乱にも対処可能な仮想目標値が設計でき、制御系設計の自由度が大幅に向上すると思われる。さらにこのような仮想目標値は、未来目標値の予見情報を利用する予見仮想目標値へと拡張するとさらに特性改善を図ることが可能となる。本研究ではこのような要求を満たす実時間予見仮想目標値設計法を提案した。そしてこの実時間予見仮想目標値をクレーンの振れ止め制御系と3リンクDD(ダイレクトドライブ)ロボットの経路制御に応用した。クレーンの振れ止め制御系の、いかに振れ角を小さく、台車の位置を目標位置にいかに速く移動するかという制御要求に対して、移動と振れの重みに応じて要求に適した実時間仮想目標値の生成に関して実験的に検討を行った。またロボットの経路制御については、クレーン制御などのような時間目標値に対するものと異なって、経路応答を改善する必要があり、実時間予見仮想目標値設計の手法を経路制御にも適用して、経路応答を改善することに関しても検討を行った。そして実時間仮想目標値を用いることにより、ゲイン特性や位相特性が大幅に改善され、時間応答や経路応答に対しても大きな効果が得られることを確認した。

通常，当控制系统的响应缓慢时，很明显，如果该相位超出实际目标值以设置虚拟目标值，并且如果输入了外部干扰或类似值，则将虚拟目标值（称为虚拟目标值）设置在与受影响方向相反方向的方向上，并且输出遵循对原始目标值的响应，则将其遵循。如果可以使用控制系统中的信息在线设计此类虚拟目标值并基于反馈，则可以认为可以设计参数波动和干扰的虚拟目标值，这将大大改善控制系统设计的自由度。此外，如果将这样的虚拟目标值扩展到使用未来目标值的预测信息的虚拟目标值，则有可能进一步改善特征。这项研究提出了一种满足这些要求的实时预测虚拟目标价值设计方法。然后将此实时预测的虚拟目标值应用于起重机的路由控制系统和3链接DD（直接驱动）机器人。为了响应如何减少挥杆角度的控制请求以及手推车位置的速度移至起重机的目标位置，我们已经通过实验检查了适用于需求的实时虚拟目标值的产生，该实时虚拟目标值适用于运动的重量。此外，与机器人的路线控制不同，需要改进路线响应，与具有时间目标值（例如起重机控制）不同，我们还通过应用实时预测虚拟目标值设计方法来改进路线响应来改善路线控制。已经证实，通过使用实时虚拟目标值，增益特性和相位特性得到了极大的改善，并且可以为时间和路径响应获得很大的效果。