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25 ロバスト制御に基づく柔軟ベルト駆動二慣性系の外乱抑制制御 機械創造工学課程 10307288 西村光博 担当教員 小林泰秀 准教授
25 ロバスト制御に基づく柔軟ベルト駆動二慣性系の外乱抑制制御 機械創造工学課程 西村光博 担当教員 小林泰秀 准教授 １．研究背景 慣性負荷ディスク1，2ごとに周波数応答実験を行った．Fig.3からFig6に周波数応答実験の結果を示す． 市販のサーボモータ オートチューニング チューニングレス PID制御による ゲインの自動調整 世の中の制御系は 様々な事に使用できる PID制御が主流 しかし… PIDコントローラの構造が単純 制御対象が低剛性・高慣性の場合は困難 Fig.3 TLからωL Fig.4 TMからωL PID制御の問題をロバスト制御で改善 ロバスト制御： 制御対象の特性の変化や外乱に対し，制御系があまり影響を受けない 目的 周波数応答実験を行いコントローラを設計する 制御実験を行い外乱抑制制御の効果を確認する Fig.5 TLからωM Fig.6 TMからωM ２．実験装置の概要 Driving Motor Driven Motor Inertial load Belt Servo Pack Encoder Counter D/A Board PC ４．制御実験 周波数応答実験の結果に基づきコントローラを設計し，慣性負荷ディスクごとに速度制御実験を行った． 目標速度は通常で5[rad/s]とし，3～7[s]間で10[rad/s]に切り替える．4～6[s]間で従動モータのトルクに外乱を与える． Fig.7に実験結果を示す． Fig.7 従動モータの速度 Fig.1 実験装置概観 結果の考察 3～7[s]における従動モータの速度が10[rad/s]に追従し，外乱の影響は見られない． 慣性負荷ディスクを変更しても外乱抑制制御が行われている． 制御時における外乱抑制制御の効果が確認でき，慣性負荷によらず制御性を維持できている． Table 1 慣性負荷ディスクの仕様 ３．周波数応答実験 一方向に回転するという状況を想定しPI制御を組み，周波数応答実験を行った． 実験は駆動・従動モータを一台づつ回転させ，回転しているモータの回転トルク[Nm]を入力，速度[rad/s]を出力としている． Fig.2に閉ループ系を示す． ５．まとめ 周波数応答実験よりコントローラを設計し速度制御実験を行い，外乱抑制性能を確認する． 実験結果から外乱抑制制御を行えていることが確認できた． P K ωL TL ωM TM ωM ：駆動モータの速度[rad/s] TM ：駆動モータのトルク[Nm] ωL ：従動モータの速度[rad/s] TL ：従動モータのトルク[Nm] ６．今後の課題 従動モータの位置決め制御 Fig.2 閉ループ系
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