適応制御設計

変化するプロセス情報に適応できるコントローラーの設計
R2021a 以降

制御システムに時間と共に変化する不確かさが含まれる場合 (モデル化されていないシステムダイナミクスや外乱など)、適応コントローラーでは、パラメーターをリアルタイムで調整することで変化するプロセス情報を補正できます。そうすることで、このようなコントローラーでは、プラントダイナミクスの不確かさに関係なく目的の設定値追従を達成できます。

Simulink^® Control Design™ ソフトウェアには、次のリアルタイムの適応制御法用の Simulink ブロックがいくつか用意されています。

極値探索制御 — 制御システムから導出された目的関数を最大化する、モデルに依存しない適応
モデル規範形適応制御 — 既知の参照モデルの出力を追跡する適応
ESO ベース外乱補償 — プラントの内乱と外乱を抑制する、モデルに依存しない適応

ブロック

Extremum Seeking Control	目的関数の最大化によるコントローラーパラメーターのリアルタイムでの計算
Model Reference Adaptive Control	制御対象システムを参照モデルに追従させる制御動作の計算 (R2021b 以降)
Active Disturbance Rejection Control	不明なダイナミクスおよび外乱があるプラント用のコントローラーを設計する (R2022b 以降)
Extended State Observer	Estimate states and disturbances of a system (R2024a 以降)
Disturbance Compensator	Modify control actions to compensate for unknown dynamics and disturbances (R2024a 以降)

トピック

極値探索制御

極値探索制御
不明なシステムダイナミクスがある場合のコントローラーパラメーターの更新による目的関数の最大化。
不確かさをもつシステムの参照モデルに対する極値探索制御
不確かさをもつ動的なシステムにフィードフォワードゲインおよびフィードバックゲインを適応することにより、参照プラントモデルを追従します。
極値探索制御を使用したアンチロックブレーキ
ABS システムの摩擦係数を最大化して最短停止距離を実現する極値探索コントローラーを設計する。

モデル規範形適応制御

モデル規範形適応制御
不確かさをもつ制御対象システムを特定の参照プラントモデルの動作に追従させる制御動作を計算する。
衛星の回転のモデル規範形適応制御
プラントの不確かさのモデルのパラメーターを適応させることで理想の参照モデルに匹敵する性能を実現する、MRAC コントローラーを設計する。
1 次システムの間接的なモデル規範形適応制御
不明な 1 次システムのプロパティを推定する間接的な MRAC コントローラーを設計する。
マス-バネ-ダンパーシステムの間接的な MRAC 制御
不明な MIMO システムのパラメーターを推定する間接的な MRAC コントローラーを設計する。

アクティブな外乱の抑制の制御

アクティブな外乱の抑制の制御
ダイナミクスおよび外乱が不明なプラント用の外乱の抑制コントローラーを設計する。
Design Active Disturbance Rejection Control for Water-Tank System
Design ADRC for a water-tank model and compare performance against a gain-scheduled PID controller.

外乱補償

Control Design and Disturbance Compensation Using Extended State Observers
Estimate and compensate for disturbances and unknown dynamics in linear time-invariant or linear time-varying systems. (R2024a 以降)
Apply Extended State Observer for Reference Tracking of DC Motor
Improve the disturbance rejection performance of a PID controller using the Extended State Observer block. (R2024a 以降)
Compensate for Disturbances in Spring-Mass-Damper System
Compensate for disturbances in a spring-mass-damper system using the Disturbance Compensator block. (R2024a 以降)

スライディングモード制御

Sliding Mode Control Design for Mass-Spring-Damper System
A sliding mode controller defines a sliding surface that the system state converges to and remains on. (R2024a 以降)
Sliding Mode Control Design for a Robotic Manipulator
Create a sliding mode controller for a robotic manipulator with two actuated joints. (R2024a 以降)

反復学習制御

Model-Free Iterative Learning Control of SISO System
Implement an ILC controller to improve closed-loop trajectory tracking performance. (R2024a 以降)