連続時間不安定零点を持つ制御対象への軌道追従制御法: 時間軸反転とマルチレートフィードフォワードによる安定逆系の設計

摘要

本稿では，連続時間系において不安定零点を持つ制御対象に対して新たな軌道追従制御法を提案した。離散時間領域における零点は，1)連続時間領域に対応する零点がある真性零点，2)連続時間領域に対応する零点を持たない離散化零点，の2種類がある。連続時間領域で不安定な零点を持つ制御対象は，離散時間領域で不安定な真性零点を持っ。一方で，連続時間領域の零点が安定であっても，相対次数が2次を超えている場合，離散化零点は不安定となる。本稿における提案手法は，不安定な真性零点と不安定な離散化零点を別々に取り扱うことを特徴とする。不安定な真性零点について，目標軌道が変化するより前に制御入力を変化させるpreactuationにより生成された安定な制御入力により対処される。この際の指令値は，時間軸反転により計算さた状態変数指令値をもとに生成される。次に，不安定な離散化零点は目標軌道を先読みするpreviewを用いるマルチレートフィードフォワードにより安定な逆系が設計される。本手法の有効性は，シミュレーションにより示された。