制御仕様を定式化したら解けたと見なせる数値的制御系設計の枠組みと設計手法の開発

开发数控系统设计的框架和设计方法，使控制规范一旦制定即可视为已解决。

• 批准号: 22K04175
• 负责人: 上 泰
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Akashi National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04175/
• 关键词: 数値的最適化; 有限個周波数応答モデル; 低感度化; 外点法型アルゴリズム; 数値的制御系設計; 周波数応答データ; 最適化; 繰返し手法; 計算機パワー

本研究は，周波数応答データ（有限個周波数応答モデル）を用いて周波数領域上で各種制御仕様を定式化すること，および，その定式化された制御問題を解く手法を開発することが研究目的となる．今年度は，制御器の更新方向を数値的に導出する手法を考案した．具体的には，暫定的に得られた制御器変数を中心とする微小半径の球面上で，目的関数の値が減少する方向を数値的に導出する方法を考案した．そして，従前の周波数応答データに基づく制御系設計の枠組み（モデルマッチングの考え方を用いた定式化と求解）では不自然な定式化となる一例である，制御系の低感度化問題に対し，上述の更新方向を用いて，制約条件を満たさない領域上に初期値を置き，制約条件を満たす方向へと制御器を更新する外点法型の手法を提案した．具体的には，与えられている角周波数点のすべてにおいて，周波数応答データを用いて評価関数の値を求め，その最悪値（制約条件からもっとも離れている点）の評価値を改善するように制御器を更新する方法を提案した．そして，従前から用いられている凸最適化による求解を前提とした手法では制御器が導出できない数値例題に対し，提案手法では，繰り返し計算によって制御器が制約条件を満たす方向へと徐々に更新されていくことや，提案手法からは制御器が導出できることを示し，その有用性を示した．また，本結果をベースとして，混合感度問題に対する制御器の導出も実施できた．

本研究的目的是利用频率响应数据（有限频率响应模型）制定频域中的各种控制规范，并开发一种方法来解决所制定的控制问题。今年，我们设计了一种方法来数值推导控制器的更新方向。具体来说，我们设计了一种方法，以数值方式导出以临时获得的控制器变量为中心的小半径球体上目标函数值减小的方向。此外，基于频率响应数据的传统控制系统设计框架（使用模型匹配思想的公式和求解）是不自然公式的一个例子，我们提出了一种使用 的更新方向的外点方法，放置初始值。不满足约束的区域中的值，并向满足约束的方向更新控制器。具体来说，利用所有给定角频率点的频率响应数据来确定评估函数值，并改进最差值（距约束条件最远的点）的评估值，我们提出了一种更新控制器的方法。对于无法使用先前使用的假设凸优化解的方法推导控制器的数值示例，所提出的方法使用重复计算在满足约束条件的方向上逐渐更新控制器，我们还表明控制器可以。从所提出的方法推导出来，证明其有用性。此外，根据这个结果，我们能够推导出混合灵敏度问题的控制器。

项目成果

電磁石を用いた非接触搬送における鉛直方向の搬送性能向上の検討

利用电磁铁提高非接触式输送垂直输送性能的研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 三谷;後藤;鈴木;小林;上
• 通讯作者: 上