情報欠落と伝達遅延を考慮した有線・無線ネットワークを介したディジタル制御

通过有线和无线网络进行数字控制，考虑信息丢失和传输延迟

基本信息

批准号：
14750369
负责人：
藤岡久也
金额：
$ 2.37万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14750369/
关键词：
networked control system sampled-data system robust control

项目摘要

近年,情報通信技術の急速な発展にともないLANやインターネットなどの情報ネットワークを介した物理システムの制御が着目を集めている.このような情報ネットワークを介してフィードバック制御を行うシステムをネットワーク化制御系と言う.ネットワークを用いることによってシステム全体のコストを下げることができ,診断や導入が簡単になるなどの利点がある.ネットワーク化制御系において制御入出力などの情報は、センサ,コントローラ,アクチュエータなどの制御コンポーネント間を繋いでいるネットワークを介して交換される.ネットワーク化制御系の解析や設計はネットワークの存在によって困難となる.本研究では困難の1つであるネットワークのビットレート制約に注目し,ビットレート制約のもとでのネットワーク化制御系の設計法を提案した.ビットレートが制約されているため量子化レベルがサンプル周期に依存し,サンプル周期を長くすると量子化誤差は小さくなり,サンプル周期を短くすると量子化誤差は大きくなる.そこで本研究では量子化誤差をサンプル周期に依存した強度をもつ白色雑音としてモデル化し,ビットレート制約のもとで性能を最適化するサンプル周期の選定法および最適補償器の設計法を提案した.具体的にはネットワーク化制御系をサンプル値制御系の特別な場合としてモデル化し,混合H2/H∞制御設計問題を適用した.

近年来，随着信息通信技术的飞速发展，通过局域网、互联网等信息网络对物理系统进行控制越来越受到人们的关注。通过这种信息网络进行反馈控制的系统被称为网络化控制系统。通过使用网络可以降低整个系统的成本。它具有易于诊断和安装等优点。在网络控制系统中，控制输入和输出等信息通过连接传感器、控制器和执行器等控制部件的网络进行交换，网络控制系统的分析和设计很困难。由于网络的存在。我们重点关注网络比特率约束这一难点，提出了一种比特率约束下的网络化控制系统的设计方法。由于比特率受到约束，量化水平取决于采样周期。采样周期变长，量化误差变小，采样周期变短，量化误差变大。在本研究中，我们将量化误差建模为白噪声，其强度取决于采样周期，并提出了一种选择采样周期和设计在比特率约束下优化性能的最佳补偿器的方法。具体来说，对网络控制系统进行了建模。作为采样值控制系统的特例，应用混合H2/H∞控制设计问题。