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フィードバック制御シミュレーション装置、制御装置、フィードバック制御シミュレーション方法、及びフィードバック制御シミュレーションプログラム 新技術説明会

国内特許コード P160013048
整理番号 150071JP01
掲載日 2016年6月13日
出願番号 特願2015-223265
公開番号 特開2017-041223
出願日 平成27年11月13日(2015.11.13)
公開日 平成29年2月23日(2017.2.23)
優先権データ
  • 特願2015-162518 (2015.8.20) JP
発明者
  • 田川 泰敬
出願人
  • 国立大学法人東京農工大学
発明の名称 フィードバック制御シミュレーション装置、制御装置、フィードバック制御シミュレーション方法、及びフィードバック制御シミュレーションプログラム 新技術説明会
発明の概要 【課題】複雑な計算をすることなく制御対象を精度良く制御するための制御信号を生成することができる。
【解決手段】フィードバック制御シミュレーション装置12は、制御対象20に対応する制御モデル16と、制御モデル16から出力される出力信号yの目標値rと、制御モデル16に仮想外乱dvを入力させた状態で制御モデル16から出力された出力信号yと、に基づいて、制御モデル16から出力された出力信号yが目標値rとなるような制御信号uを生成して制御モデル16に出力する制御モデル用コントローラ18と、を備える。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


従来、出力の目標値と実際の出力値を比較して自動的に出力値と目標値が一致するように制御するフィードバック制御シミュレーション装置が知られている(例えば特許文献1、2参照)。また、出力に変動を起こさせるような外乱を予測し、これを前もって打ち消すように制御するフィードフォワード制御装置が知られている。さらに、フィードバック制御とフィードフォワード制御を組み合わせた装置が知られている(例えば特許文献3~5参照)。



フィードバック制御やフィードフォワード制御は、様々な分野の技術に適用され、例えば車両の運転支援システムにも適用される。近年、運転支援システムでは、先行車追従や前方車両との衝突回避、車線維持などが実用化されている。このように、運転支援の適用範囲は拡がってきているが、事故のない運転の実現には到っていない。事故の発生原因には、危険の見落としや急な飛び出しに対する注意不足といったものがある。これらの原因に対処するには、広い範囲に複数存在する注意点を同時に考慮した運転を行う必要がある。このことから、複数の注意点を考慮するために、対処すべき要素を足し合わせることができる人工ポテンシャル法を用いた制御が考案されている。しかしながら、運転支援システムの最終目標といえる全自動運転を考える場合、経路計画を行う人工ポテンシャル法では、自由な経路や速度設定を行うのが困難である。

産業上の利用分野


本発明は、フィードバック制御シミュレーション装置、制御装置、フィードバック制御シミュレーション方法、及びフィードバック制御シミュレーションプログラムに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
制御対象に対応する制御モデルと、
前記制御モデルから出力される第1の出力信号の目標値と、前記制御モデルに仮想外乱を入力させた状態で前記制御モデルから出力された第2の出力信号と、に基づいて、前記制御モデルから出力された前記第1の出力信号が前記目標値となるような制御信号を生成して前記制御モデルに出力する制御モデル用コントローラと、
を備えたフィードバック制御シミュレーション装置。

【請求項2】
前記制御モデル用コントローラから出力された前記制御信号を前記制御対象に出力するための制御信号出力部
を備えた請求項1記載のフィードバック制御シミュレーション装置。

【請求項3】
前記仮想外乱に基づいて、前記制御モデルに仮想外乱を入力させた状態と等価な状態を得るために前記制御信号に加算する信号である等価仮想外乱を生成する等価仮想外乱生成部を備え、
前記制御信号出力部は、前記制御信号と前記等価仮想外乱とを加算した制御信号を前記制御対象に出力する
請求項2記載のフィードバック制御シミュレーション装置。

【請求項4】
前記制御モデルから出力された前記第1の出力信号を、前記制御対象を制御する制御対象用コントローラに出力するための出力信号出力部
を備えた請求項1~3の何れか1項に記載のフィードバック制御シミュレーション装置。

【請求項5】
前記制御対象は移動体であり、前記目標値は前記移動体の目標軌道であり、前記仮想外乱は前記移動体が移動する際に障害となる障害物を仮想した外乱であり、前記第1の出力信号は前記障害物を回避した障害物回避軌道である
請求項1~4の何れか1項に記載のフィードバック制御シミュレーション装置。

【請求項6】
前記仮想外乱は、ポテンシャル関数から得られた外乱である
請求項5記載のフィードバック制御シミュレーション装置。

【請求項7】
前記移動体は車両であり、前記ポテンシャル関数は、前記車両に斥力を与える関数である
請求項6記載のフィードバック制御シミュレーション装置。

【請求項8】
前記ポテンシャル関数は、前記車両が進入する交差点入り口で前記斥力が最大となるように設定された関数である
請求項7記載のフィードバック制御シミュレーション装置。

【請求項9】
前記移動体は2つのアームであり、互いのアームを前記障害物とみなして前記ポテンシャル関数を設定する
請求項6記載のフィードバック制御シミュレーション装置。

【請求項10】
請求項4記載のフィードバック制御シミュレーション装置と、
前記フィードバック制御シミュレーション装置の前記制御モデルから出力された前記第1の出力信号に基づいて前記制御対象を制御する制御対象用コントローラと、
を備えた制御装置。

【請求項11】
前記制御対象用コントローラが、前記制御対象の逆モデルである
請求項10記載の制御装置。

【請求項12】
コンピュータが、
制御対象に対応する制御モデルから出力される第1の出力信号の目標値と、前記制御モデルに仮想外乱を入力させた状態で前記制御モデルから出力された第2の出力信号と、に基づいて、前記制御モデルから出力された前記第1の出力信号が前記目標値となるような制御信号を生成して前記制御モデルに出力するステップ
を含むフィードバック制御シミュレーション方法。

【請求項13】
コンピュータを、
請求項1~9の何れか1項に記載のフィードバック制御シミュレーション装置を構成する各手段として機能させるためのフィードバック制御シミュレーションプログラム。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2015223265thum.jpg
出願権利状態 公開
※ 国立大学法人東京農工大学では、先端産学連携研究推進センターにおいて、知的財産の創出・権利化・活用に取り組んでいます。上記の特許・技術の内容および導入に興味・関心がありましたら、当センターまでお気軽にお問い合わせください。


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