研究発表

本稿ではH∞DIA制御のアプローチを用いて，磁気浮上システムに対して制御系設計を行い，H∞DIA制御の特性を実験的に検証した．具体的には，初期状態の不確かさに対する重み行列Nと設計されたロバスト補償器の周波数特性を解析し，それらが制御実験に与える影響について検証と考察を行なった．これにより，外乱と初期状態の不確かさの混合減衰H∞DIA制御の有用性を確認した．

本研究ではH∞DIA 制御を磁気軸受に応用し，ロバスト性と過渡応答特性を考慮した磁気軸受制御系を構成する．まず，ロータダイナミクスや電磁石の非線形特性などを考慮した磁気軸受の数学モデルを作成し，次に磁気軸受に対してH∞DIA制御系設計を行う．最後に制御実験によりH∞DIA 制御の過渡応答性能，初期状態の不確かさに対する性能，また外乱応答やモデル変動に対する応答などについて評価検討を行う．

本研究では，μ-シンセシスにH∞DIA 制御を適用し，上記の２つの特徴を有する制御系の設計を磁気浮上システムに対して行う．これにより，双方の特徴である良好な過渡応答特性とロバスト制御性能の両方を有する補償器の実現が期待できる．本稿では提案手法を磁気浮上システムに応用し実際に制御実験によって過渡応答特性とロバスト制御性能の検証を行い，提案法の有効性を示す．

本研究ではH∞DIA制御を磁気軸受に応用し，ロバスト性と過渡応答特性を考慮した磁気軸受制御系を構成する．まずロータダイナミクスや電磁石の非線形特性などを考慮した磁気軸受の数学モデルを作成し，次にH∞DIAを用いて，磁気軸受に対して制御系設計を行う． 最後に従来法としてPID制御および状態フィードバック制御によるコントローラとH∞DIA制御のコントローラの応答をシミュレーションと制御実験により比較することで，提案法の有効性検証を行なう．

本論文は磁気浮上システムの不確かさの記述とμ-設計に関して議論する．まず磁気浮上システムに対して，公称モデル，また不確かさの構造，そして動作点の移動に伴う不確かさの定量化を行なう．つぎに得られたモデルに対してコントローラを混合（実数・複素数）μ-解析法に基づいて設計した．これにより，従来に比べロバスト性解析の際の評価の保守性を軽減した．最後に提案モデル，設計手法，そしてロバスト性解析を実験的に検証した．

本論文では厳密な線形化を用いて磁気軸受の広域安定化を扱う．まず磁気軸受のダイナミクスを非線形微分方程式で記述し，つぎにこのモデルに対して厳密線形化手法を用いて非線形情報を保存した見かけ上の線形モデルを導出した．さらに線形化モデルに対して最適制御により状態フィードバックコントローラを設計し，最後に実験により，浮上位置移動，ロータの回転速度変化など広域な動作点変動に対する性能と安定性の向上を確認した．

A controller design methodology was proposed using Q-parameterization theory for a variable speed magnetic bearing to control the vibrations. A mathematical model in a state space form was used for the bearings. The controller free parameter Q was assumed to be a proper stable transfer function whose order equals twice the number of operating speeds. A set of linear equations was solved to satisfy the design objectives. Several simulations obtained to evaluate the controller showed the effectiveness of the controller in eliminating the vibrations at different speeds.

本論文は磁気浮上システムのモデリングと不確かさの記述，そしてロバスト安定性解析，ロバスト制御性能解析に関して議論した．まずシステムの公称モデルを導出し，つぎに動作点の変動範囲を考慮することにより不確かさを定量的に見積もった．更に定量化された不確かさを構造的な不確かさとして含む内部結合構造を導出し，これに対して補償器を設計した．最後に実験に基づく制御系のロバスト安定性／ロバスト性能の解析を行った．

本論文は磁気浮上システムの構造的な不確かさを考慮してμ-設計によりロバスト性能を有するコントローラを設計する．まずシステムの公称モデルと不確かさを導出するが，ここで不確かさとして線形化誤差，パラメ－タの不確かさ，無視されたダイナミクスを扱う．つぎに不確かさと公称モデルを含む内部結合構造を導出し，さらに得られた内部結合構造に対してロバスト補償器を設計し，最後に実験により提案法の有効性を検証した．

本稿は磁気軸受の新しいモデリング方法と，位置センサを用いずにロータの安定化を行うセルフセンシング制御法を提案した．このモデルでは浮上ロータを非接触支持する４つの軸を独立に制御することが可能となり，制御系設計の際に多入出力系である磁気軸受を非干渉化し，制御系設計が容易になる利点を有する．さらにモデルに基づき状態オブザーバを構成し，電流センサのみで位置センサを使用しない磁気軸受制御系を構成した．

本稿では磁気浮上システムの安定化問題に対して，Q-パラメトリゼーションとμ-設計法を組み合わせることで，複数の制御仕様を満たす補償器設計を行い，高機能な制御系を実現した．具体的には，１．コントローラの極の領域指定，２．加法的不確かさに対するロバスト安定条件，３．外乱除去問題に対するロバスト性能条件，という問題設定に対して制御系設計を行った．得られたμコントローラを用いて制御系実験を行い，提案法の有効性を検証した．

本稿では柔軟関節を有するロボットマニピュレータに対して，駆動モータのみの関節角度情報を基にしたロバスト制御問題を扱う．まず柔軟関節を有するロボットマニピュレータのダイナミクスをLPVシステムとして表現し，つぎにLPVシステムに対してH∞制御を適用してロバスト制御系を構成した．最後にマニピュレータの位置制御問題に対して，関節の柔軟性とリンク位置変動が存在する場合にも本手法が有効であることを数値シミュレーションにより検証した．

本稿ではリニア直流モータをアクチュエータとして有するパンタグラフ基礎実験装置において, 種々の力外乱に対しても架線-パンタグラフ間の接触圧を一定にするレギュレータ問題を扱う．モータ推力定数などのモデルパラメータの物理的変動, 無視したダイナミクスなどの不確かさを実験的に測定, 定量化し，その不確かさに対してμ-設計の枠組でロバスト制御器を設計し，ステップ状外乱に対する時間応答，また周期外乱に対する外乱除去周波数特性を向上させた．

本稿では線形パラメータ変動(LPV)表現に基づいたH∞制御によるロボットマニピュレータのロバスト軌道追従問題を扱う．まずロボットマニピュレータのダイナミクスを関節角度をスケジューリングパラメータとするLPVシステムとして表現し，つぎにLPVシステムに対してH∞コントローラを設計した．ここで制御系設計の際にはパラメータ凍結法を用いて，最悪ケースにおいてもH∞ノルム条件を満たすコントローラを設計した．最後にシミュレーションにより有効性を検証した．

In this paper, we present a robust control for a flexible-joint robot manipulator using linear parameter varying representation. The robot manipulator dynamics can be brought to a quasi linear parameter varying (LPV) form by a state transformation. An LPV system is defined as a linear at system whose dynamics depend on an exogenous variable which can be measured upon system operation. In this case, the scheduling variables are the joint angles q. which are state variables. Using a quasi-LPV form, we design a robust controller by μ-synthesis to achieve robust performance specification.

本論文では磁気軸受の高剛性化の実現のため，アクチュエータである電磁石の電流情報だけでなく，磁束情報を直接フィードバックすることにより，アクチュエータの応答速度を向上させ，その結果高剛性化を実現している．具体的には，電磁石内の渦電流の作用を考慮した磁束密度フィードバック法を提案し，磁気軸受電磁石の応答速度を改善した．

本稿では回転速度が変化する磁気軸受を対象とし，この対象に対して回転速度情報を基にコントローラのゲインを適応的に変化させるゲインスケジュールドH∞制御を適用し，有効性を実験的に検証している．まず磁気軸受をロータの回転速度に対する線形パラメータ変動(LPV)システムとして表現し，これにより高速回転時に問題となるジャイロ効果と不釣合い振動を考慮した．つぎに実際にこのLPVシステムに対してロバスト制御系を構成し，最後に提案法の有効性を実験的に検証した．

本稿では柔軟関節を有するロボットマニピュレータのロバスト位置制御問題を扱う．まず，柔軟関節を有するマニピュレータに対して，リンクの座標系を適切に選ぶことにより線形パラメータ変動(LPV)システム表現が可能であることを証明した．さらに得られたLPVシステムに対して，スケジューリングパラメータの情報に基づきH∞ノルムによる閉ループ系の解析を行った．最後に数値シミュレーションにより，提案法の有効性を検証した．

本稿ではロボットマニピュレータのロバスト位置制御問題を扱う．具体的にはマニピュレータダイナミクスのリンク間の干渉項や重力項などの非線形項をモデルの時変な摂動として表現し，これをLFT表現することにより，ロボットマニピュレータのロバスト位置制御問題を線形システムに時変な摂動を持つ系の制御問題として定式化した．この問題に対して定数スケーリングH∞制御による制御系設計を行い，従来法に比べ良好な結果を得た．