モデル予測制御を用いたパワーアシストシステム

Inventor：
Applicant, Patent owner：
Agent (2)：前田勘次 , 大矢正代
Gazette classification：公開公報
Application number (International application number)：2012139521
Publication number (International publication number)：2014002698
Application date： Jun. 21, 2012
Publication date： Jan. 09, 2014
Summary：

【課題】入力された現在の操作トルクから未来の状態量を予測可能なパワーアシストシステムを提供することを課題とする。【解決手段】パワーアシストシステム1は、増幅回路10、現在偏差生成回路13、設定値軌道生成回路15、誤差生成回路17、参照軌道生成回路20、追従誤差生成回路22、変化値生成回路24、第一積分回路25、内部モデル28、全変化値生成回路30、第一サンプルホールド回路32、全状態量生成回路40、及び状態量生成回路41を有する第一モデル予測制御系Fと、変位誤差生成回路、未来参照軌道生成回路、未来追従誤差生成回路、最適値生成回路、第二積分回路、第二サンプルホールド回路、スライダ、及び現制御量生成回路を有する第二モデル予測制御系とを主に具備する。【選択図】図2

Claim (excerpt)：

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、前記未来参照軌道生成回路は、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。

IPC (2)：

G05B 13/04 , H02P 29/00

FI (2)：

G05B13/04 , H02P5/00 X

F-Term (16)：

5H004GB16 , 5H004HA10 , 5H004HB10 , 5H004JA03 , 5H004KC33 , 5H004MA36 , 5H004MA42 , 5H501AA22 , 5H501BB02 , 5H501DD01 , 5H501GG05 , 5H501HB02 , 5H501JJ04 , 5H501JJ06 , 5H501JJ26 , 5H501LL32

Patent cited by the Patent：

Cited by examiner (1)

パワーアシスト装置とその適応モデル予測制御方法
Gazette classification：公開公報 Application number：特願2005-266438 Applicant：独立行政法人理化学研究所, トヨタ自動車株式会社

Article cited by the Patent：

Cited by examiner (4)

Show all

Return to Previous Page