Design of Adaptive Control Systems Based on Nonlinear Programming Method Using Plant Information on Frequency Domain

基于频域被控对象信息非线性规划方法的自适应控制系统设计

• 批准号: 10650246
• 负责人: IWAI Zenta
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Kumamoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10650246/
• 关键词: Multivariable PID Control; PID Control; Frequency Adaptive Control; Linear Controller; Auto-Tuning; Vibration Control; Quadratic Programming Method; 周波数応答; 適応制御; 多変数制御; 並列フィードフォワード補償; 分散制御

In this research, we considered the design problem of multivariable linear controllers including PID controllers for multi-input/multi-output linear systems by using some number of frequency responses on frequency domain without using the exact mathematical model of the controlled plant. The main results are as follows:(1) Theoretical results:Some adjusting methods for the linear controller parameters based on the least-squares algorithm have been proposed by us. In this research, we extended and reformed the methods as follows. First, we applied a design method to the design of decentralized control systems. Second, we proposed a new controller design scheme based on frequency domain which guarantees stability of the resulting control system. In this case controller parameters are adjusted by using the constrained quadratic programming method.(2) Experimental results:We confirmed the effectiveness of the proposed methods through several experiments. These methods were applied w an active vibration control of carrier in warehouse which has flexible, structure, Further we applied the method to an active vibration control of a multi-degree-of-freedom structure. Through out those experiments, we could confirm the effectiveness and practical applicability of the proposed methods.

在这项研究中，我们通过使用频域上的一些频率响应来考虑多变量线性控制器（包括多输入/多输出线性系统的PID控制器）的设计问题，而不使用受控对象的精确数学模型。主要结果如下： (1)理论结果：提出了一些基于最小二乘算法的线性控制器参数调整方法。在本研究中，我们对方法进行了如下扩展和改革。首先，我们将设计方法应用于分散控制系统的设计。其次，我们提出了一种基于频域的新控制器设计方案，保证了控制系统的稳定性。在这种情况下，控制器参数的调整采用约束二次规划方法。(2)实验结果：我们通过多次实验证实了所提出方法的有效性。这些方法应用于柔性结构仓库中载体的主动振动控制，并进一步应用于多自由度结构的主动振动控制。通过这些实验，我们可以证实所提出方法的有效性和实际适用性。

项目成果

Z,Iwai 他3名: "Design of Multivariable PID Controllers on Frequency Domain"Proc.14^<th> IFAC World Congress. C. 295-300 (1999)

Z、Iwai 和其他 3 人：“频域多变量 PID 控制器的设计”Proc.14^<th> IFAC 世界大会 (1999)。

水本郁朗 他3名: "Decentralized PID Control Systems Design on Frequency Domain and Their Stability"JSME Int. Journal, Series C. 42・1. 93-101 (1999)

Ikuo Mizumoto 等 3 人：“频域分散 PID 控制系统设计及其稳定性”JSME Int. Journal，系列 C. 93-101 (1999)

岩井善太 他2名: "制御工学"朝倉書店. 174 (1999)

Zenta Iwai 等 2 人：《控制工程》朝仓书店 174 (1999)。

J.Wang 他2名: "Decentraliged Active Vibraticn Control Systems for Multi-Degree-of-Fredom Structures"Proc.14^<th> KACC. E. 230-233 (1999)

J. Wang 和其他 2 人：“多自由度结构的分散式主动振动控制系统”Proc.14^<th> KACC。

水本郁郎,岩井善太,S.L.シャー: "周波数領域での多入出力PIDコントローラ調整とその2タンクプロセス系への適用" 第41回自動制御連合講演会演論文集. 1. 119-122 (1998)

Ikuro Mizumoto、Zenta Iwai、S.L. Shah：“频域中的多输入/输出 PID 控制器调整及其在两罐过程系统中的应用”第 41 届自动控制协会会议记录 1. 119-122 (1998)。