disturbance observer
4.2.3 モデル化誤差の検証（DIMC type２）
59
60
図4.3.2 目標値応答（拡大図）
この図により、モデル化誤差が生じると整定時間に遅れがでることが分かる。また、20％
減少させた応答は、オーバーシュートが生じてしまった。
0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04
0.044 0.046 0.048 0.05 0.052 0.054 0.056
Time [s]
Position [mm]
p1=215 20% up 20% down reference
61
（2） ゲイン変動の検証
図4.3.3 ゲインを変動させた応答
上図は、モデルのゲインk1をプラントに比べ 20％増減させた時のシミュレーション結果 である。比較として変動させていない応答をのせた。グラフから外乱応答には、多少応答 に違いはあるものの整定時間には、さほど差がないことが分かる。こちらも、問題は目標 値応答のほうである。同様に、次に拡大した図を示す。
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06
Time [s]
Position [mm]
k1=1365 20% up 20% down reference
62
図4.3.4 目標値応答（拡大図）
この図により、モデル化誤差が生じると整定時間に遅れがでることが分かる。また、
20％増加させた応答は、オーバーシュートが生じてしまった。
以上のことから、モデル化誤差が生じると、目標値応答が劣化してしまうことが分かった。
これは、制御器がプラントモデルの逆システムPn-1を用いるため、高精度のモデル Pnが必 要であるからである。よって、システム同定の向上が必要不可欠である。
0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03
0.044 0.045 0.046 0.047 0.048 0.049 0.05 0.051 0.052 0.053 0.054
Time [s]
Position [mm]
k1=1365 20% up 20% down reference
63
4.4 直接フィードバック補償を用いた DIMC 制御系
図4.4.1 直接フィードバック補償を用いたDIMC制御系のブロック図
図4.4.2 比較のボード線図
速度フィードバックは速度情報をフィードバックするもので、これを施すことにより減衰係数 が増加し、減衰特性の向上が図れる。また、速度は変位の微分値、加速度の積分値と、それぞ れの中間的なパラメータであることから、エネルギー散逸が基本とである制振制御においては 適用例が多い。アクティブ除振台の制御対象は、第3章の3.4節で示したように振動モードを 持っている。この振動モードを持った制御対象に対してDIMCを適用するのは困難である。な ぜなら、DIMCは制御対象の逆数を使用するからである。そこで、本研究ではDVFCを用いて 仮想プラントと想定し、その仮想プラントに対してDIMCを適用した。ブロック線図を図
4.4.1に示す。図4.4.2のボード線図で示したように、DVFCを用いて仮想プラントとすること
で、仮想的に制御対象の振動モードを減衰することができる。これにより、振動モードを持つ 制御対象に対しても安定的にDIMCを適用することができる。また、DIMCを適用することで 低周波数領域における外乱への感度が減少することが図からも読み取れる。
) (0
vref
s v
－
＋ Plant
P
F
ｄ・P
D-1 K P
D－＋
－
＋
DVFC-compensated plant
DVFC
F・P
D-1
) (0
vref
s v
－
＋ Plant
P
F
ｄ・P
D-1 K P
D－＋
－
＋
DVFC-compensated plant
DVFC
F・P
D-1
Gain [dB]
Frequency [rad/s]
100 101 102 103
-80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0
10 no control DVFC DVFC+DIMC
Gain [dB]
Frequency [rad/s]
100 101 102 103
-80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0
10 no control DVFC DVFC+DIMC no control DVFC DVFC+DIMC no control DVFC DVFC+DIMC no control DVFC DVFC+DIMC
64
例として直接速度フィードバック制御（DVFC）を本研究に適用したブロック図を図4.4.3に 示す。位置制御系については簡単に書いたが、
P
stは位置制御対象、C
stは位置制御コントローラである。非干渉補償については次節で説明する。振動制御系（DVFC）部分では
K
はDVFC ゲイン、P
vcは振動制御系における制御対象（ここでは除振台）でありsは微分である。ここで速度指令を０にすることにより、振動を抑制する効果がある。
図4.4.3 直接速度フィードバック制御
アクチュエータ
力 外乱
除振台
位置センサー 近似微分演算 DVFC
[V] ゲイン
[N]
[N]
[mm]
[mm/ｓ]
65