信号損失に対してロバストな制御系設計
—切り替え型状態推定と2自由度構造—

背景と目的

近年の通信・計測技術の発展に伴い,機器間の通信に無線のネットワークを利用したり,
制御対象の計測に非接触の外界センサを用いる制御系の研究が活発に行われている.
これらの制御系は,レイアウトの自由さなど様々な利点がある一方で,不規則なデータ欠落の発生が問題となる.
特に,入力情報や出力情報の損失は制御系の性能の劣化や不安定化を引き起こす場合がある.

成果

本研究では,以下の二つの手法を組み合わせることにより,
出力信号の不規則な損失に対してロバストな2自由度制御器の設計を提案した.

  1. 不規則な信号損失に対してロバストなオブザーバベース安定化制御器
  2. フィードバック誤差学習(FEL)に基づいた,フィードフォワード学習制御

1では,出力信号に損失が発生する場合のゲイン切り替え型状態オブザーバ,状態フィードバック制御器の
設計条件を,Lyapunov関数の存在の必要十分条件に基づくLMIに帰着し,その解より設計を行う.
2では,FELに基づくオンラインパラメータ調整によって,理想的なフィードフォワード制御器を獲得する.

提案する制御器による数値シミュレーション結果を示す.
以下の図に示すとおり,出力信号の不規則な損失に対し,追従制御を達成できた.