環境の同定とスイッチング機構に基づく視覚サーボ系と電力変換器の高性能適応制御

基于环境识别和切换机制的视觉伺服系统和功率变换器的高性能自适应控制

基本信息

批准号：
16686027
负责人：
藤本博志
金额：
$ 8.32万
依托单位：
Yokohama National University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究ではコンピュータの能力を最大限に引き出す新しい制御方式の構築を目指し,環境や負荷の同定機能とスイッチング機構を持つ制御系に着目した研究を行った。ここで取り扱うスイッチング制御とは,1)制御器に積極的にスイッチング機能を導入し,従来の制御器では実現できなかった性能を目指すものと,2)on/offスイッチングのように,極端に低い分解能で量子化されたアクチュエータをもつ系に対する制御理論の構築を目指すもの,の2つの視点を含むものである。今年度は特に2)の視点から,スイッチングデバイスを用いたインバータなどの電力変換器に対して,一般的かつ体系的な制御系の設計論を構築した。ここでは,申請者がこれまで提案してきたマルチレート制御による完全追従制御系の設計法を拡張し,制御対象の状態変数の瞬時値をサンプル点間をも含めて精密に制御する手法を開発した。すなわち電力変換器の高性能制御に関して,極端に低い分解能で量子化されたアクチュエータに対する体系的な制御系設計理論を構築し,インバータの制御に適用した。ここでは,アクチュエータがリニアな値ではなく,粗く量子化されたベクトルのみを出力することができると仮定し,その出力時間幅を緻密に制御することにより,制御対象の状態変数の瞬時値を精密に制御する。このような制御系に対して,さらに研究代表者が提案しているマルチレート制御を導入することにより,サンプル点上での完全追従制御を達成することが可能となることを明らかにした。さらにインターサンプリングという技術の導入により,サンプル点間応答までをも緻密に制御できる手法を開発し,負荷や環境の情報をリアルタイムにフィードバックする手法を実現した。さらに,得られた成果をインバータの制御系だけではなく,任意波形生成電源装置,ハードディスクやPMモータの超高速制御,並びに電気自動車用モータの高速アンチスリップ制御に適用した。次に,ビジュアルサーボの研究に関しては,昨年開発したスイッチング制御系をより高性能化することにより,物体の運動や距離といった環境情報の変動にロバストな制御系を開発した。さらに環境情報の同定に基づいたロボットハンドの把持制御系を提案した。さらにはナノスケールでのビジュアルサーボを達成するための基礎研究を行うための実験装置を製作し,そのナノスケールサーボを実現した。本年度の予算は,自作した実験装置の部品代や,実験を最終評価するために必要な測定器の購入に使用した。また,最終年度であるため,これまでに得られた成果を国際学会や論文誌で発表するための旅費や参加費,投稿料としても使用した。

这项研究旨在创建一个最大化计算机功能的新控制系统，并专注于具有环境和负载识别功能和开关机制的控制系统。我们在此处处理的开关控件包括两种观点：1）将开关功能积极地引入控制器，并旨在实现传统控制器无法实现的性能，以及2）旨在为具有极低分辨率的量化执行器（例如ON/OFF开关）构建控制量的控制理论。今年，我们为电力转换器（例如使用开关设备）构建了一种通用和系统的控制系统设计理论，尤其是从2的角度来看）。在这里，我们已经使用多率控件扩展了完全跟踪控制系统的设计方法，申请人直到现在申请人提出了该方法，并开发了一种精确控制状态变量的瞬时值的方法，该方法将被控制，包括在样本点之间。也就是说，关于功率转换器的高性能控制，构建了针对具有极低分辨率的量化执行器的系统控制系统设计理论，并将其应用于逆变器控制。在这里，我们假设执行器只能输出粗糙的向量而不是线性值，并精确地控制执行器的输出时间宽度，从而精确控制要控制状态变量的瞬时值。已经揭示了，通过引入主要研究者为此类控制系统提出的多率控制，可以实现对样品点的完全后续控制。此外，通过引入一种称为Inter采样的技术，我们开发了一种可以精确控制样本点之间的响应的方法，并实现了一种实时反馈负载和环境信息的方法。此外，所获得的结果不仅应用于逆变器控制系统，还将其应用于任意波形发电供应，硬盘和PM电动机的极高速度控制，以及对电动汽车电动机的高速防滑控制。接下来，关于有关Visual Servo的研究，我们开发了一个控制系统，该系统通过增加去年开发的开关控制系统的性能来对环境信息的变化（例如对象运动和距离）的变化。此外，我们根据环境信息的识别为机器人手提出了一个抓地力控制系统。此外，我们制造了一种实验装置，用于进行基础研究以在纳米级实现视觉伺服系统，并意识到纳米级伺服器。今年的预算用于购买自制实验设备的零件以及最终确定实验所需的测量工具。此外，由于这是最后一年，到目前为止获得的结果也被用作国际会议和期刊上演讲的旅行费用，参与费和提交费。

项目成果

期刊论文数量（7）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

オブザーバとスイッチング機構に基づくHDDの周期的外乱抑圧制御

基于观测器和切换机制的HDD周期性扰动抑制控制

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
電気学会論文誌産業応用部門誌 125-D・5
影响因子：
0
作者：
川上文宏;藤本博志;近藤正示
通讯作者：
近藤正示

マルチレート制御とむだ時間補償に基づくビジュアルサーボ

基于多速率控制和死区时间补偿的视觉伺服

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
日本ロボット学会誌(学術・技術論文) 22・6
影响因子：
0
作者：
藤本博志;堀洋一
通讯作者：
堀洋一

Motion Control and Road Condition Estimation of Electric Vehicles with Two In-Wheel Motors

两个轮毂电机电动汽车的运动控制和路况估计

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
Proc.IEEE Conference on Control Applications
影响因子：
0
作者：
H.Fujimoto;T.Saito;A.Tsumasaka;T.Noguchi
通讯作者：
T.Noguchi

単相インバータのマルチレート2自由度デッドビート制御

单相逆变器多速率二自由度无差拍控制

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
電気学会論文誌産業応用部門誌 125-D・7
影响因子：
0
作者：
荻野大介;藤本博志;近藤正示
通讯作者：
近藤正示

Vehicle Stability Control of Small Scale Electric Vehicle on Snowy Condition

小型电动汽车雪地稳定性控制

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
JSAE Review of Automotive Engineers 27・4月号(掲載予定)(4月末予定)
影响因子：
0
作者：
Hiroshi Fujimoto;Akio Tsumasaka;Toshihiko Noguchi
通讯作者：
Toshihiko Noguchi

DOI：
{{ item.doi }}
发表时间：
{{ item.publish_year }}
期刊：
{{ item.journal_name }}
影响因子：
{{ item.factor }}
作者：
{{ item.authors }}
通讯作者：
{{ item.author }}

数据更新时间：{{ journalArticles.updateTime }}

作者：
{{ item.author }}

数据更新时间：{{ monograph.updateTime }}

作者：
{{ item.author }}

数据更新时间：{{ sciAawards.updateTime }}

作者：
{{ item.author }}

数据更新时间：{{ conferencePapers.updateTime }}

作者：
{{ item.author }}

数据更新时间：{{ patent.updateTime }}

藤本博志其他文献

反復学習制御と完全追従制御に基づくボールねじステージの位置制御の提案

基于迭代学习控制和完美跟踪控制的滚珠丝杠平台位置控制方案

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
H.Fujimoto;K.Fukushima;S.Nakagawa;白石貴行(藤本研大学院生);Hiroshi Fujimoto;大島隆史(藤本研大学院生);坂田晃一(藤本研大学院生);浅海博圭(藤本研大学院生);寺田祐貴(藤本研学部生);白石貴行(藤本研大学院生);中井孝洋(藤本研大学院生);藤本博志;Koichi Sakata(藤本研大学院生);Takashi Oshima(藤本研大学院生);Takahiro Nakai(藤本研大学院生);仁科裕章(藤本研大学院生);浅海博圭(藤本研大学院生)
通讯作者：
浅海博圭(藤本研大学院生)