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，当控制系统响应较慢时，通过提前实际目标值的相位来设定虚拟目标值，而当出现扰动时，则在与受扰动影响的方向相反的方向上设定虚拟目标值。显然，通过设定一个值（这称为虚拟目标值）并使输出遵循虚拟目标值，可以获得对原始目标值的响应改进。如果能够利用控制系统信息以反馈的方式在线设计这样的虚拟目标值，就可以设计出能够应对参数波动和扰动的虚拟目标值，控制系统设计的自由度将会大大提高。它似乎。此外，如果将这样的虚拟目标值扩展到利用关于未来目标值的预测信息的预测虚拟目标值，则可以进一步改善特性。在本研究中，我们提出了一种满足这些要求的实时预测虚拟目标值设计方法。然后将该实时预测的虚拟目标值应用于起重机的稳态控制系统和三连杆DD（直接驱动）机器人的路径控制。根据运动重量和重量确定适合起重机稳架控制系统控制要求的实时虚拟目标值，例如如何最小化摆角以及如何快速地将小车移动到目标位置。我们对的生成进行了实验研究。另外，关于机器人路径控制，与起重机控制等时间目标值控制不同，需要改进路径响应，实时预测虚拟目标值设计的方法也被考虑应用于路径控制。路线响应。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显着改善，并且在时间响应和路径响应上获得显着效果。