空気圧バルブにおける空気外乱のモデル化とフィードフォワード制御器設計

カテゴリ: 研究会(論文単位)

論文No: MEC24005

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: 2024/09/15

タイトル(英語): Modeling of airflow disturbance force and feedforward controller design in pneumatic valves

著者名: 服部 光希(東京大学),大西 亘(東京大学),古関 隆章(東京大学)

著者名(英語): Koki Hattori(The University of Tokyo),Wataru Ohnishi(The University of Tokyo),Takafumi Koseki(The University of Tokyo)

キーワード: 空気圧バルブ|流量制御|弁体位置制御|外乱の推定|フィードフォワード制御|反復学習制御|Pneumatic valve|Flow rate control|Poppet position control|Disturbance estimation|Feedforward control|Iterative learning control

要約(日本語): 空気圧バルブは気体の流量を制御するための基本的なデバイスであり，プロセスガス流量制御や空圧アクティブ除振台をはじめ精密流量制御の需要は高い。_x000D_ バルブの流量は本質的に弁体位置によって決まることから，本研究は弁体位置の精密制御に着目している。_x000D_ しかし，バルブ両端の圧力差による外乱力の変動という課題があり，弁体位置の制御性能を向上させることは難しい。_x000D_ そこで著者らは，反復学習制御によって取得した外乱力のデータから空気圧力ダイナミクスをモデル化し，FF制御により補償する手法を提案する。_x000D_ 提案する空気圧力ダイナミクス補償FF制御法は，未知の目標軌道・供給圧力に対しても外乱力を補償することが可能である。_x000D_ 実験により，提案手法はILCと大きく変わらない追従性能を維持しつつ，試験条件の変更に対する汎化性能を向上させることが示された。

要約(英語): Pneumatic valves are key components for controlling flow rates in general industrial applications._x000D_ Since the poppet position mostly determines the flow rate of a valve, this study focuses on controlling the poppet position to precisely control the flow rate._x000D_ However, since valve dynamics are affected by disturbance forces due to air pressure dynamics, precise control of the poppet position is challenging._x000D_ The authors propose a feedforward control method by modeling air pressure dynamics from estimated disturbance force data obtained by iterative learning control._x000D_ The developed approach compensates for the airflow disturbance force under an unknown position trajectory and unknown supply pressure._x000D_ The performance improvement is experimentally validated in the poppet position tracking experiments.

本誌: 2024年9月18日メカトロニクス制御研究会

本誌掲載ページ: 25-30 p

原稿種別: 日本語

PDFファイルサイズ: 5,877 Kバイト