Research on Practical Design Method for Vibration Control of a Magnetic Levitation System by Application of Inverse Problem
应用反问题的磁悬浮系统振动控制实用设计方法研究
基本信息
- 批准号:09650473
- 负责人:
- 金额:$ 2.24万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
- 财政年份:1997
- 资助国家:日本
- 起止时间:1997 至 1999
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
For the last three years we have tackled several problems in order to obtain a robust control design method for vibration control of a magnetic levitation system from the viewpoint of practicality and inverse problem.First, as its basis, we have established a consistent method to estimate unmodeled dynamics using closed loop identification, and then design a vibration control system using HィイD2∞ィエD2 control theory. As a result, it turned out that it is vital for suppression of spillover to shape the frequency gain characteristics of the closed-loop transfer function from sensor noise to output, called as the complementary sensitivity function, so as to have that of a notch filter.Based on this observation, we have reconsidered the basic results obtained above form the viewpoint of practicality, and tried to extend the existing useful ILQ design method so as to treat the above frequency shaping problem. The key to it lies in the extension of a usual state observer used in ILQ design to linear function observer by introducing an additional design freedom. In both cases of full-order and minimal-order state observers, we have clarified analytically the class of complementary sensitivity functions that can be shaped by the ILQ controller with such a design freedom of observer. We then proposed a novel frequency shaping method using this type of controllers, and confirmed its usefulness experimentally. As a result, we have succeeded in designing a low-order controller of dimension as reduced by one third, compared with the HィイD2∞ィエD2 controller. In the case of minimal order observer, moreover, we have proposed a two-step design method achieving nominal performance first and robust performance afterward by utilizing an additional design freedom. In this design, the resulting controller turned out to have lower dimension, compared with the one based on a full-order observer.
在过去的三年里,我们解决了几个问题,以便从实用性和反问题的角度获得磁悬浮系统振动控制的鲁棒控制设计方法。首先,作为其基础,我们建立了一致的方法来估计结果表明,塑造闭环传递函数的频率增益特性对于抑制溢出至关重要。从传感器噪声到输出,称为互补灵敏度函数,从而具有陷波滤波器的函数。基于此观察,我们从实用性的角度重新考虑了上述获得的基本结果,并尝试扩展现有的有用ILQ设计方法来处理上述频率整形问题,其关键在于通过在全阶和最小阶两种情况下引入额外的设计自由度,将ILQ设计中使用的常用状态观测器扩展到线性函数观测器。秩序国家观察员,我们有分析阐明了具有这种观察器设计自由度的 ILQ 控制器可以塑造的互补灵敏度函数的类别,然后我们提出了一种使用此类控制器的新型频率整形方法,并通过实验证实了其有效性。与HiD2控制器相比,我们成功地设计了一个低阶控制器,其维数减少了三分之一。此外,在最小阶观测器的情况下,我们提出了一种两步设计方法,实现了标称性能优先和鲁棒性能。随后,通过利用额外的设计自由度,与基于全阶观测器的控制器相比,最终的控制器尺寸更低。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
K.Nakashima: "Application of H_∞ control and Closed Loop Indentification to a Multivariable Magnetic Levitation System" Proc.35th Allerton Conf.on Communication,Control and Computing.
K.Nakashima:“H_∞ 控制和闭环识别在多变量磁悬浮系统中的应用”Proc.35th Allerton Conf.on Communication、Control andComputing。
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- 作者:
- 通讯作者:
酒井 雅也: "ループ整形機能を有する ILQ ロバストサーボ系の解析的設計法"計測自動制御学会論文集. 36・4(掲載予定). (2000)
Masaya Sakai:“具有环路整形功能的 ILQ 鲁棒伺服系统的分析设计方法”,仪器与控制工程师学会汇刊 36, 4(待出版)。
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- 作者:
- 通讯作者:
酒井雅也: "磁気浮上系の振動抑制を目的とした周波数整形ILQコントローラの設計" システム制御情報学会論文誌. 11・5. 267-276 (1998)
Masaya Sakai:“用于磁悬浮系统振动抑制的频率整形ILQ控制器的设计”系统、控制和信息工程师学会学报11・5(1998)。
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- 作者:
- 通讯作者:
酒井雅也: "磁気浮上系の振動抑制を目的とした周波数整形ILQコントローラの設計" システム制御情報学会論文集. 11・5. (1998)
Masaya Sakai:“用于磁悬浮系统振动抑制的频率整形 ILQ 控制器的设计”,系统、控制和信息工程师学会学报,11, 5(1998)。
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- 作者:
- 通讯作者:
Masaya Sakai: "Design of a Frequency-shaping ILQ Controller to Supperess Vibration in a Magnetic Levitation System"Trans. of the Institute of Systems, Control ans Information Engineers. Vol.11-5. 267-276 (1998)
Masaya Sakai:“设计频率整形 ILQ 控制器以抑制磁悬浮系统中的振动”Trans。
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