JAXA Repository / AIREX 未来へ続く、宙(そら)への英知
63322000.pdf16.38 MB
Other TitleSynthesis of state feedback scheduled gains piecewise-linear on parameters
Author(jpn)濱田 吉郎; 大谷 崇; 木田 隆; 長塩 知之
Author(eng)Hamada, Yoshiro; Otani, Takashi; Kida, Takashi; Nagashio, Tomoyuki
Author Affiliation(jpn)宇宙航空研究開発機構 総合技術研究本部; 宇宙航空研究開発機構 総合技術研究本部; 電気通信大学; 電気通信大学
Author Affiliation(eng)Japan Aerospace Exploration Agency Institute of Aerospace Technology; Japan Aerospace Exploration Agency Institute of Aerospace Technology; University of Electro-Communications; University of Electro-Communications
Issue Date2007-03-30
PublisherJapan Aerospace Exploration Agency (JAXA)
Publication date2007-03-30
AbstractThis paper proposes a new synthesis of a gain scheduling controller. Although previous design methods guarantee control performance for every parameter value, resultant gains tend to be too complicated to be implemented in a real system. The proposed method is based on approximation of Lyapunov solutions with spline functions. The synthesis condition is described as dilated linear matrix inequalities, which can be solved numerically. While derived feedback gains in the previous study always have the same grid points as approximated Lyapunov solutions, our condition enables feedback gains to have fewer grid points without deteriorating the performance of the closed loop system. Piecewise-linear scheduling gains can also be obtained by adding some constraints to the derived condition.
本稿は、制御対象の持つ変動パラメータに応じて、制御器のゲインを変更して制御する「ゲインスケジューリング制御系」の新しい設計法について論ずる。従来の設計手法では、全パラメータ領域での制御性能を保証する一方で、導出されるゲインが複雑なものとなっていた。ここで提案する手法では、スプライン型のパラメータ依存2次形式を用いたゲインスケジューリング手法を応用し、従来法よりも分割数(区分点)の少ない簡便なゲインが得られる。設計条件はdilated LMI(Linear Matrix Inequality;線形行列不等式)で記述されるため、数値的に解くことが可能であり、容易にゲインを得ることができる。また本手法では、ある制約条件を付加することで、パラメータに対し区分線形となるフィードバックゲインが得られる。スケジューリング制御において、区分点が少ないことや(区分線形のような)単純なスケジューリングで実現できることは、実装時のメモリ消費量や計算負荷の低減につながり、実応用上有効であると考えられる。
DescriptionJAXA Research and Development Report
Keywordscontrol dynamics; gain scheduling; flight control; spacecraft control; feedback control; computerized simulation; robustness; Lyapunov function; 制御ダイナミクス; ゲインスケジューリング; 飛行制御; 宇宙機制御; フィードバック制御; 計算機シミュレーション; ロバストネス; Lyapunov関数
Document TypeTechnical Report
JAXA Category研究開発報告
Report NoJAXA-RR-06-013

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