制御対象のモデル化・システム同定技術とその応用・例 〜デモ付〜

〜 モデリングの基本的な手順、モデル検証とモデルの選定、モデルの応用例 〜

・制御系設計に非常に有用なモデル化技術と実践に役立つ検証法を修得するための講座

・対象となるシステムの同定法や検証法を修得し、制御系設計に効果的に活用しよう!

講師の言葉

 制御系を設計する際、制御対象の数式モデルが構築されていることは非常に有用です。また、制御系がうまく設計できているかどうかを判断するために実機で実験する前に、シミュレーションに基づいて検証を行うことも重要です。そのため、制御対象に関する「事前知識」と実験によって得られる「入出力データ」に基づいて、対象システムのモデルを得る「システム同定」はシステム設計において非常に重要となります。
 本講座では、モデル化やシステム同定の手順を説明し、その得られた結果を制御系設計や制御性能の確認のためのシミュレーションに利用する方法について実践的に解説します。

セミナー詳細

開催日時
  • 2016年10月04日(火) 10:30 ~ 17:30
開催場所 日本テクノセンター研修室
カテゴリー 電気・機械・メカトロ・設備
受講対象者 ・機械および制御関連の技術者の方 ・制御のためのモデリングやモデル検証について知識がなく、学習したいと思っている方
予備知識 ・特に必要ありません
修得知識 ・システム同定やモデル検証を行なう手順と基本的な知識が習得できる ・プログラミング言語を用いて、システム同定やモデル検証の実現方法を習得できる
プログラム

1.モデリングとシステム同定
  (1). モデリングとは?
     ・モデリングの例
  (2). モデリングの種類
     a.ホワイトボックスモデリング(物理モデリング)
     b.ブラックボックスモデリング
  (3). システム同定
     a.システム同定とは?
      ・何のためにシステム同定を行うのか?(目的)
        ・シミュレーション・予測・解析
        ・制御系設計
        ・異常診断や故障検出
        ・モデルに基づいた計測
     b.システム同定の基本的な手順
        ・同定実験計画 → 同定実験 → 入出力データの前処理 → モデル構造選択  → パラメータ同定 → モデルの妥当性検証 → モデル完成
     c.例題
        ・同定実験の設計と同定実験

2.モデルの分類と特性
  (1). モデルの分類
  (2). 線形時不変(LTI)システム
      ・インパルス応答例とたたみこみ和
      ・伝達関数
      ・周波数応答
      ・状態空間表現
      ・各表現方法の間の関係
  (3). 式誤差モデル
      ・雑音を考慮した線形システム
     a.ARXモデル
     b.FIRモデル
     c.ARMAXモデル
     d.ブロック線図
  (4). 出力誤差モデル
     a.BJモデル
     b.式誤差モデル/出力誤差モデル
  (5). 状態空間モデル

3.モデリングのための準備
  (1).同定実験計画
     a.同定入力信号の選定
      ・望ましい同定入力信号の特性
        ・PE性の意味
        ・MATLABによる入力信号の生成
        ・不感帯
        ・飽和要素
      ・同定入力信号の設計指針
     b.サンプリング周期の選定
  (2). 入出力信号の前処理
     a.異常信号(outlier)の除去
     b.外乱の除去
       ・オフセットの除去
       ・ドリフトの除去
       ・オンライン方式による方法
       ・高周波外乱の除去
       ・フィルタリング

4.システム同定
  (1). ノンパラメトリックな方法
     a.相関法
       ・相関法の利点と問題点
     b.スペクトル解析
       ・スペクトル解析法の手順
       ・スペクトル解析法の利点と問題点
     c.フーリエ解析
       ・フーリエ解析の利点と問題点
  (2). パラメトリックな手法
     a.パラメータ推定の評価指標
     b.最小二乗法
       ・バッチ型最小二乗法
         ・非線形システムのパラメータを同定
         ・連続時間のパラメータを直接同定
       ・逐次型最小二乗法(RLS法)
         ・RLS法のしくみ
     c.予測誤差法
         ・予測誤差法のしくみ
         ・パラメトリックな方法
         ・次数方法の選択
 
5.モデル検証とモデルの選定
  (1). モデル構造の選定法
     a.クロスヴァリデーション
     b.次数選択
  (2). モデルの妥当性の検証
     a.極零相殺
     b.残差解析
     c.シミュレーションによる確認

6.モデルの応用例
  (1). 制御系設計
     a.古典制御
     b.現代制御
     c.ロバスト制御
     d.適応制御
  (2). シミュレーションによる確認

キーワード モデリング システム同定 スペクトル解析 フーリエ解析 パラメータ推定 最小二乗法 予測誤差法
タグ シミュレーション・解析機械自動車・輸送機制御
受講料 一般 (1名):49,500円(税込)
同時複数申込の場合(1名):44,000円(税込)
会場
日本テクノセンター研修室
〒 163-0722 東京都新宿区西新宿2-7-1 新宿第一生命ビルディング(22階)
- JR「新宿駅」西口から徒歩10分
- 東京メトロ丸ノ内線「西新宿駅」から徒歩8分
- 都営大江戸線「都庁前駅」から徒歩5分
電話番号 : 03-5322-5888
FAX : 03-5322-5666
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