ホモクリニック軌道による台車型倒立振子の振り上げ制御

摘要

This paper considers swinging up of a cart-pendulum system under the presence of modeling error. We propose a control method that swings the pendulum by bringing the behavior of the pendulum to the homoclinic orbit. It is achieved by introducing a new Lyapunov function candidate. However, the cart may move too widely during the swinging of the pendulum. Hence, constraining the cart within the cart track length is also considered to solve the problem. Experimental results show the effectiveness of the proposed control method.%倒立振子は従来，各種制御手法の実験検証によく用いられている．最近では，エネルギにもとづく振子の振り上げ非線形制御に関する研究に関心が向けられている．その中で，Lozanoらは，エネルギ法の立場から，倒立振子がホモクリニック軌道と呼ばれる軌道に沿って動くようにすることによって，振子を振り上げる手法を提二している．しかし，この方法によって台車型倒立振子の振り上げ実験を行うと，倒立を実現することは難しい．これは，制御系設計に用いるモデルと実システムとの間にモデル誤差が存在することに起因すると推測される．