～ ラプラス変換、システム同定の基礎、目標軌道の設計法、軌道設計と連携したフィードフォワードチューニング、繰り返し学習制御の基礎 ～
・高精度なモデルベース制御系設計に必要な技術を学び、システム開発に応用するための講座
・正確で効率の良い「システム同定」技術や軌道追従精度を向上させるフィードフォワードゲインのチューニング技術を修得し、高性能な製品開発へ応用しよう！
・ＷＥＢ会議システムの使い方がご不明の方は弊社でご説明いたしますのでお気軽にご相談ください。
システム同定・目標軌道設計・フィードフォワード制御器設計の基礎と実践的チューニング法 ＜オンラインセミナー＞
講師の言葉
制御工学の教科書は、モデルが既知として話が始まります。しかし、実際の業務において、モデルベースの制御系設計を行う場合、制御対象のシステム同定が重要になります。本セミナーでは、精密な目標軌道への追従を達成するために必要な、１）システム同定、２）目標軌道生成、３）フィードフォワード制御器設計、について、豊富な具体例を交えて横断的に解説いたします。
システム同定について、Ｍ系列信号やランダムノイズ等を用いた時間領域システム同定と、正弦波信号の重ね合わせであるマルチサインを用いた周波数領域システム同定を紹介します。特に、任意信号を加振できる位置決めサーボ系に適した、正確で効率の良い後者の手法を中心に、１）データの質を定量化する周波数応答測定法、２）測定効率を最大化する加振信号生成法、３）最尤推定による伝達関数によるモデル化、を紹介し、実行例付きのＭＡＴＬＡＢプログラムを配布します。
次に、フィードフォワード制御と密接に関わる、目標軌道生成を解説します。振動や追従誤差を減少させる各種軌道、生産性を最大化するための最短時間軌道生成法、各種制約（速度制約・加速度制約・ジャーク制約等）を考慮した軌道最適化法を解説します。
次に、生成した目標軌道（位置・速度・加速度・ジャーク）を用いた、基底関数法によるフィードフォワード制御の実践的チューニング法を解説します。具体例を交えながら、軌道追従精度を向上させるフィードフォワードゲインのチューニング手順を紹介します。また、共振がある場合の対処法についても触れます。
次に、システム同定により得られた正確なモデルがある場合の、モデルベースフィードフォワード制御器の設計法について解説します。モデルベースフィードフォワード制御器の設計には、制御対象の伝達関数の零点が重要になるため、センサ・アクチュエータの位置関係から生じる連続時間零点、ディジタル制御のサンプラ・ホールダにより生じる離散時間零点について解説します。そして、不安定零点の安定逆系の近似方法について３手法紹介したあと、不安定零点の厳密な安定逆系の設計法である、Ｓｔａｂｌｅ ｉｎｖｅｒｓｉｏｎを解説します。
最後に、位置決め動作を繰り返し行う場合に有効な、繰り返し学習制御の紹介をします。前回の試行の位置決め誤差を用いて次回の試行の制御入力を修正することにより、優れた軌道追従性能を達成する手法です。
セミナー詳細
| 開催日時 |
|
|---|---|
| 開催場所 | オンラインセミナー |
| カテゴリー | オンラインセミナー、電気・機械・メカトロ・設備 |
| 受講対象者 |
・機械、輸送機、ロボットほか関連企業の技術者の方 ・システム同定や軌道追従制御を学びたい方 ・制御系設計者 ・位置決めサーボ系設計者 ・システム同定～軌道設計～フィードフォワード制御器設計を統一的に学びたい方 |
| 予備知識 |
・解説はしますが、以下の事前知識があると、より理解が深まります ・ラプラス変換 ・伝達関数 ・離散フーリエ変換 ・古典制御 ・Bode線図、Nyquist線図 ・信号解析 |
| 修得知識 |
・ラプラス変換の勘所 ・システム同定の同定信号の生成法 ・周波数応答の計測法 ・周波数応答の伝達関数によるフィッティング法 ・目標軌道の設計法（最短時間軌道、制振軌道、制約下の最適軌道） ・軌道設計と連携したフィードフォワードチューニング ・システム同定と連携したフィードフォワード制御器設計 ・繰り返し学習制御の基礎 ＊ご希望の方には、MATLABのプログラムを配布いたします |
| プログラム |
１．制御とは （１）．推奨教科書リスト （２）．自然界における「制御」 （３）．現代社会における制御工学の重要性
２．ラプラス変換の基礎 （１）．ラプラス変換の基本哲学 （２）．公式と計算法～電気回路を例に～ （３）．極と零点の定義 （４）．複素正弦波と伝達関数 （５）．極と零点とBode線図の関係 ～Bodeの位相公式～ （６）．Bode線図を用いた演習
３．システム同定の基礎 （１）．離散フーリエ変換とその注意点 ａ．サンプリング周波数の決定 ｂ．エイリアシング ｃ．周波数領域での離散化：窓関数 ｄ．非整数周期を測定した場合 （２）．周波数応答の測定 ａ．繰り返し加振による周波数応答解析 ｂ．周波数応答の測定と誤差解析 ｃ．周波数応答の分散 ｄ．繰り返し加振による周波数応答の推定 ｅ．精密位置決め装置を用いた具体例 ｆ．周波数特性測定のガイドライン （３）．システム同定入力の生成 ａ．同定信号の印加法 ｂ．システム同定における同定入力の制約条件 ｃ．入力信号の質：Crest factor ｄ．入力信号の質：Time factor ｅ．ランダムノイズ信号 ｆ．擬似ランダム２値信号（Ｍ系列） ｇ．ステップサイン信号 ｈ．チャープサイン信号 ｉ．マルチサイン信号 ｊ．マルチサイン信号の最適化法 ｋ．入力信号選択のガイドライン ｌ．精密位置決め装置を用いた具体例 （４）．周波数応答の伝達関数によるフィッティング ａ．適切な推定器選択の重要性 ｂ．伝達関数同定の直感的なアプローチ ｃ．最尤推定法 ｄ．最尤推定法とその解き方 ｅ．精密位置決め装置を用いた具体例 （５）．発展的な事項 ａ．閉ループ同定 ｂ．複数入出力閉ループ同定 ｃ．非線形性の同定
４．目標軌道生成 （１）．目標軌道生成とは （２）．軌道の次数と残留振動 （３）．目標軌道生成の基本 （４）．多項式軌道 （５）．台形速度軌道 （６）．Ｓ次速度軌道 （７）．３次最短時間軌道 （８）．４次最短時間軌道 （９）．B-Splineによる軌道最適化
５．フィードフォワード制御器の実践的チューニング法 （１）．フィードフォワード制御と軌道生成 （２）．誤差ダイナミクスの解析 （３）．基底関数を用いたフィードフォワード制御器の構成 （４）．典型的な追従誤差波形 （５）．フィードフォワードゲインのチューニング手順 （６）．フィードフォワード制御器チューニングに適したフィードバック制御器 （７）．フィードフォワード制御の注意点 （８）．共振がある場合の対処法
６．モデルベースフィードフォワード制御器の設計 （１）．２自由度制御とは （２）．基底関数を用いたフィードフォワード制御器チューニングとの違い （３）．制御対象の零点とは ａ．連続時間系の零点 ～センサ・アクチュエータ位置と零点の関係～ ｂ．離散時間系の零点 ～サンプラ・ホールダと零点の関係～ （４）．不安定零点に対する近似逆系の設計法 ａ．不安定零点無視（Nonminimum phase zeros ignore法） ｂ．零位相誤差追従制御法（Zero-phase-error-tracking control 法） ｃ．零振幅誤差追従制御法（Zero-magnitude-error-tracking control法） （５）．シングルレート安定逆系（Single-rate Stable Inversion） （６）．マルチレート安定逆系（Multi-rate Stable inversion、マルチレートフィードフォワード制御法）
７．繰り返し学習制御 ・繰り返し学習制御による優れた軌道追従性能を達成する手法
８．まとめと質疑応答 |
| キーワード | システム同定 目標軌道生成 ラプラス変換 Bode線図 離散フーリエ変換 周波数応答 最尤推定法 ２自由度制御 フィードフォワード制御 チューニング 繰り返し学習制御 |
| タグ | コントローラ、シミュレーション・解析、ロボット、位置決め、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 |
オンラインセミナー本セミナーは、Web会議システムを使用したオンラインセミナーとして開催します。 |
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