離散時間型2自由度制御系の時間領域における近似設計法とそのパラメータ調整

An Approximate design method of discrete-time 2DOF controller and its parameter tuning

石川 信行; 阿部 健一*

Ishikawa, Nobuyuki; Abe, Kenichi*

本論文では、規範とする目標値応答を実現するための離散時間型2自由度制御系フィードフォワード要素の近似設計法を提案する。ここで提案する方法は、有限時間区間における制御対象の出力時系列を規範モデルの出力時系列に近似的に一致させるようなフィードフォワード要素を設計するものである。本手法では安定有理関数でパラメータ表現された2自由度制御系を対象としているため、2自由度制御系フィードフォワード要素における設計パラメータと制御対象出力系列の関係が簡潔な線形連立方程式で表現される。この線形連立方程式の最小二乗解を求めることで近似的に低次元フィードフォワード要素が設計される。さらに、本論文では設計に用いる線形連立方程式に数値計算の反復解法を適用して、設計パラメータを反復的に調整する方法を提案した。制御対象が最小位相系及び非最小位相系の場合について本手法を適用した数値例により提案手法の有効性を示した。

This paper presents a method of designing a feedforward element of 2DOF controller based on the approximation in time domain. Since we deal with the discrete-time 2DOF controller parameterized with rational stable function, the relation of the controller parameter and output sequence is expressed in the form of simple linear equation, through which the feedforward element of 2DOF controller can be designed. In addition, we also propose a controller parameter tuning method to enhance the reference response characteristics of control system by applying the iterative solution commonly utilized in numerical calculation. The results of the numerical simulation show the effectiveness of the proposed methods.