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事例・技術情報

解析的手法に基づく逆LQ(ILQ)最適サーボ系の自動設計ツール「ILQ Design Center」 開発:芝浦工業大学 工学部 電気工学科 教授 高見 弘 氏


芝浦工業大学
教授 高見 弘氏
ILQ設計法は、PID制御と同等の設計手順で最適制御の性能を有する制御系が構築できる優れた最適制御系の設計理論です。筆者はこの理論を専門のパワーエレクトロニクス機器の制御への応用に取り組んできました。さらに、ILQ最適制御系を解析的に自動で設計するツール「ILQ Design Center」の開発に2000年ごろより取り組み、自身の研究開発に役立ててきました。

「ILQ Design Center」を用いれば、満足できる最適制御系を数時間程度で設計できる可能性をもっています。実際、筆者の研究室の学部学生がわずか半日で実用的な最適制御系の設計からシミュレーションまで完了した例があります。もちろん、最適制御理論を十分理解したうえで設計に当たる必要があります。すなわち、得られた解が現実には実現不能な解を与えている場合があり、これを見抜くには正確な最適制御理論の理解が不可欠です。

使い方を誤らなければ、本設計ツールは最適制御を実装する上で強力なツールであることを確信しています。皆様には一度このツールに触れていただいてその有用性を感じていただきたく存じます。最適制御は奥が深く筆者もまだ勉学の途上段階であり、先輩方、読者諸賢のご指摘、ご指導、ご鞭撻を賜ることができましたら幸いです。

ILQ設計法は、大阪大学基礎工学部 藤井隆雄名誉教授によって考案されたものです。

ILQ Design Center 概要と使用法 ワークシートのダウンロード ユーザーインタビュー
ILQ Design Center には以下の事例が同梱されています。

■可制御・可観測・最小位相系
 ・事例1: 1次系 − RL 直列回路
 ・事例2: 2次系 − PM 同期モータの電流制御
 ・事例3: 3次系 − エンジン試験装置
 ・事例4: 同伴正準形式(1次系)/同伴正準形式(2次系)

■可制御・不可観測・非最小位相系
 ・事例1: 3次系 − 倒立2輪ロボット

2015.02.20
ILQ Design Center 2.2.2Aをリリースしました
更新内容はこちら
2014.10.15
ILQ Design Center 2.2.1Bをリリースしました
更新内容はこちら
2014.06.03
ILQ Design Center 2.1.3Bをリリースしました
更新内容はこちら
2014.04.03
ILQ Design Center 1.2.1Aをリリースしました。
更新内容はこちら
2014.03.17
ILQ Design Center1.1.5Aをリリースしました。

LQ法(最適制御)の導入における問題点と提案

現代制御理論に基づく最適制御( LQ問題)は、パラメータ変動に対し低感度で、安定性に関してもロバストな特長を有します。(@ゲイン余有:無限大,Aゲイン減少の許容範囲:50%,B位相余有:±60deg)。
現代制御理論は、ゲインと応答の関係が不明瞭で現場でのゲイン調整が難しく使いづらいという声をよく耳にします。
従来のPID制御と同等以上のゲイン調整機能を持ち、最適制御の特長も併せ持ったILQ制御法を改良して、より洗練された制御系を提供します。

ILQ設計法の特徴

  1. 各入出力間の伝達関数が漸近的に個別に設定できます。
  2. 最適解が解析的に得られ、最適性が保障されます。
  3. ゲイン調整パラメータの下限値で最適性が保証されて入り、現場でのゲイン調整が簡単です。

従来のLQ法とILQ法の比較

動作環境

  • Maple 17
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「ILQ Design Center」についてのお問合せ

芝浦工業大学 工学部 電気工学科 教授 高見 弘 氏までご連絡下さい。
takami.sic@gmail.com

関連資料のダウンロード

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