無線フィードバック制御システムにおける回転型倒立振子のモデル化誤差が制御品質に与える影響

摘要

無線制御では無線通信路の通信誤りによって制御品質が劣化するという欠点があり，産業機器への応用のためにはその制御品質劣化をどのように抑えるかが課題となる．この課題に対して，性能改善のアルゴリズムがいくつか提案されているが，制御対象を線形にし簡単化されたモデルを使った制御システムのシミュレーションで評価されているものがほとんどである．そこで，本稿では実機の回転型倒立振子を制御対象に用い，無線通信誤りが与えるモデル化誤差への影響を評価した．モデリングには，実機を扱う上での入力電圧の非線形性，初期位置誤差，エンコーダの量子化誤差を考慮した．そして，従来の線形モデルと非線形要素を加えたモデルの制御品質を比較し，モデル化誤差の影響を評価した．結果として，線形モデルより考慮されたモデルの方が無線通信誤り下でモデル化誤差が制御品質に与える影響が小さくなることがわかった．