エンコーダの量子化幅を考慮した多項式近似による高次状態変数の推定

カテゴリ: 研究会(論文単位)

論文No: MEC23028

グループ名: 【D】産業応用部門 メカトロニクス制御研究会

発行日: 2023/12/13

タイトル(英語): Estimation of higher-order state variables by polynomial approximation considering quantization step size of encoder

著者名: 沼田 鋼助(東京大学),大西 亘(東京大学),古関 隆章(東京大学),野村 優介(マイクロテック・ラボラトリー),アルタンビレグ アディヤスレン(ケイエスジェイ),高田 修司(ケイエスジェイ)

著者名(英語): Kosuke Numata(The University of Tokyo),Wataru Ohnishi(The University of Tokyo),Takafumi Koseki(The University of Tokyo),Yusuke Nomura(Microtech Laboratory),Adiyasuren Altanbileg(KSJ),Shuji Takada(KSJ)

キーワード: エンコーダ|量子化幅|多項式近似|凸最適化|加速度検出|位相遅れ|encoder|quantization step size|polynomial fitting|convex optimization|acceleration detection|phase delay

要約(日本語): モーションコントロールにおいて利用される速度、加速度などの高次状態変数は高精度かつ広帯域幅であることが求められる。しかし離散時間周期のディジタル信号処理において量子化された位置を出力するエンコーダからの高次状態変数の推定は、量子化ノイズと位相遅れのトレードオフが問題となる。この問題に対して従来から、サンプリング値を補間する多項式を凸最適化問題によって求めることで推定する方法が提案されている。本稿では凸最適化問題の目的関数として量子化幅を考慮した関数を提案し、精度と検出帯域を従来法と比較する。

要約(英語): Higher-order state variables such as velocity and acceleration require high accuracy and wide bandwidth in motion control. However, the estimation of higher-order state variables from encoders, which output quantized positions in digital signal processing every discrete time period, involves a trade-off between quantization noise and phase delay. A conventional estimation method has been proposed which calculates a polynomial that interpolates the sampled values using a convex optimization problem to solve this problem. We propose a novel function that takes quantization step size into account as the objective function for convex optimization problems and compare its accuracy and detection bandwidth with conventional methods in this paper.

本誌: 2023年12月16日メカトロニクス制御研究会

本誌掲載ページ: 65-70 p

原稿種別: 日本語

PDFファイルサイズ: 841 Kバイト