JP5964671B2 - モデル予測制御を用いたパワーアシストシステム - Google Patents
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Description
2 スライダ(制御対象機器)
3 操作トルク
4 制御入力値
5 未来の状態量
6 2次ローパスフィルタ
7 数学モデル
8 最適値
9 増幅操作トルク
10 増幅回路
11 現在の目標値
12 現在の偏差
13 現在偏差生成回路
14 設定値軌道
15 設定値軌道生成回路
16 誤差
17 誤差生成回路
19 参照軌道
20 参照軌道生成回路
21 追従誤差
22 追従誤差生成回路
23 1ステップ変化値
24 変化値生成回路
25 第一積分回路
26 モデル状態量
28 内部モデル
29 全ステップ変化値
30 全変化値生成回路
31 過去制御入力値
32 第一サンプルホールド回路
33 第一基礎係数
34 第一全状態量
35 第二基礎係数
36 第二全状態量
37 第三基礎係数
38 第三全状態量
39 未来の全状態量
40 全状態量生成回路
41 状態量生成回路
42 第二トルク係数
43 第三トルク係数
44 未来の変位誤差
45 変位誤差生成回路
46 最適値生成回路
47 未来の参照軌道
48 未来参照軌道生成回路
49 未来の追従誤差
50 未来追従誤差生成回路
51 実制御値
52 第二積分回路
53 過去実制御値
54 第二サンプルホールド回路
55 現在の出力値
56 現在の制御量
57 現制御量生成回路
58 状態観測回路
59 現在変位係数
60 過去変位抽出係数
F 第一モデル予測制御系
S 第二モデル予測制御系
Claims (2)
- 現在の操作トルクから制御対象機器に対応する内部モデルの未来の制御入力値及び前記内部モデルの未来の状態量を予測する第一モデル予測制御系と、
予測された前記未来の状態量から前記未来の制御入力値の最適値を予測する第二モデル予測制御系と
を具備し、
前記第一モデル予測制御系は、
入力された前記操作トルクを増幅し、増幅操作トルクを生成する増幅回路と、
現在の目標値から前記増幅操作トルクを減算し、現在の偏差を生成する現在偏差生成回路と、
前記現在の目標値から未来の操作トルクに係る設定値軌道を生成する設定値軌道生成回路と、
前記現在の偏差から前記未来の操作トルクに係る誤差を生成する誤差生成回路と、
生成された前記設定値軌道から前記誤差を減算し、前記未来の操作トルクに係る参照軌道を生成する参照軌道生成回路と、
生成された前記参照軌道から前記未来の操作トルクに係る追従誤差を生成する追従誤差生成回路と、
生成された前記追従誤差から1ステップ未来の入力変化に係る1ステップ変化値を生成する変化値生成回路と、
前記1ステップ変化値を積分し、前記内部モデルの制御入力値を生成する第一積分回路と、
前記制御対象機器に対応して構築された2次ローパスフィルタ及び前記制御対象機器の数学モデルを含み、前記制御入力値からモデル状態量を生成する前記内部モデルと、
生成された前記追従誤差から全ステップ未来の入力変化に係る全ステップ変化値を生成する全変化値生成回路と、
前記制御入力値から1ステップ過去の制御入力に係る過去制御入力値を生成する第一サンプルホールド回路と、
前記全ステップ変化値に未来の全状態量の基礎となる第一基礎係数を積算した第一全状態量、前記過去制御入力値に前記未来の全状態量の基礎となる第二基礎係数を積算した第二全状態量、及び前記モデル状態量に前記未来の全状態量の基礎となる第三基礎係数を積算した第三全状態量をそれぞれ加算し、未来の全状態量を生成する全状態量生成回路と、
前記未来の全状態量から変位情報のみを抽出し、前記未来の状態量を生成する状態量生成回路と
を具備し、
前記追従誤差生成回路は、
前記第二全状態量から前記操作トルクのみを抽出する第二トルク係数を積算した値、及び、前記第三全状態量から前記操作トルクのみを抽出する第三トルク係数を積算した値をそれぞれ前記参照軌道から減算することによって前記追従誤差が生成され、
前記第二モデル予測制御系は、
前記未来の状態量から未来の変位誤差を生成する変位誤差生成回路と、
前記未来の状態量から生成された前記未来の変位誤差を減算し、未来の参照軌道を生成する未来参照軌道生成回路と、
前記未来の参照軌道から未来の追従誤差を生成する未来追従誤差生成回路と、
前記未来の追従誤差から予測コントローラに基づいて1ステップ未来の入力変化に係る最適値を生成する最適値生成回路と、
生成された前記最適値を積分し、前記制御対象機器に入力するための実制御値を生成する第二積分回路と、
前記実制御値から1ステップ過去の入力変化に係る過去実制御値を生成する第二サンプルホールド回路と、
前記実制御値に基づいて制御され、制御結果に基づく現在の出力値を出力する前記制御対象機器と、
前記現在の出力値から現在の制御量を生成する現制御量生成回路と
を具備し、
前記変位誤差生成回路は、
前記未来の状態量から前記現制御量を減算して前記未来の変位誤差が生成され、
前記未来追従誤差生成回路は、
前記過去実制御値に過去入力から変位情報のみを抽出する過去変位抽出係数を積算した値、及び、前記過去実制御値及び前記現在の出力値を状態観測回路に通し、さらに現在から変位情報のみを抽出する現在変位係数を積算した値をそれぞれ前記未来の参照軌道から減算し、前記未来の追従誤差を生成することを特徴とするモデル予測制御を用いたパワーアシストシステム。 - 前記制御入力値及び前記実制御値の少なくとも一方に対し、予め規定された制約条件を付与することを特徴とする請求項1に記載のモデル予測制御を用いたパワーアシストシステム。
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