2段階制御法を用いた振子の振り上げおよび安定化制御

摘要

本論文では，佐伯の仮想入力を用いたバックステッピング風の2段階制御法とエネルギー関数を用いた手法を組み合わせた振り上げおよび安定化制御法を提案する．振り上げ制御においては，台車加速度を仮想入力として，最小値が負になる振子のみのエネルギー関数を用いて，ノンホロノミック軌道に収束するコントローラを設計し，その仮想入力を実現する台車入力を2段階制御法を用いて構成する．このコントローラは，安定化制御ではなく，外乱によりノンホロノミック軌道を動き続けることをシミュレーションと実験により確認する．さらに，正値をもつポテンシャル関数を用いた安定化制御法に基づくコントローラに切り替えることにより，倒立状態を維持させることができることをシミュレーションおよび実験により確認し，近似線形化による極配置コントローラと性能比較を行う．