線形化制御のための非線形モデリング Nonlinear Modeling for Linearizing Control

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抄録

多品種少量生産への製造形態の移行とともに運転条件の頻繁かつ大幅な変動が生じ, プラントの非線形性から, 従来の線形制御では良好な制御性能の確保が難しくなってきている.線形化制御は, 他の非線形制御法に比べ難解ではなく, 設計は容易であるし, オンラインでの計算量も少ないという特徴を有する.しかし, 線形化制御は状態フィードバックを必要とする欠点がある.非線形のオブザーバの設計は極めて困難である.そのため線形化制御を適用するにあたり, 入出力データから近似モデルを作り, オブザーバを用いることなく, 非線形の状態フィードバックを実現する方法を検討した.本研究では, 多重平衡点や遅れ変化などの広範な非線形性を表現できる連続時間非線形入出力ブラックボックスモデルの構造を提案し, サンプル値からの数値積分を用いた同定法を示した.非線形性の強い発熱反応器に適用して, そのモデルの表現能力とそのモデルを用いた非線形制御の有効性を示した.

In moving towards the production of high added value chemicals, changes in operating conditions become larger and more frequent and increases in the strength of nonlinear characteristics of the dynamics of the plant occur. In order to achieve good control, it is important to use nonlinear regulators. Linearizing control is a nonlinear control theory which can be easily understood and does not need heavy computation load for online control. However, linearizing control needs feedback of all state variables. In this paper, a structure of a set of nonlinear blackbox models is proposed. All of the state variables in the model can be expressed using inputs and outputs. The state feedback of the blackbox model can be realized using the combination of inputs and outputs. Therefore, the linearizing controller can be designed based on the blackbox model which approximates the nonlinearity of the plant. The blackbox model can express multi-steady states and changes in lag time. Simulation studies for an exothermic reactor show that the proposed black box model can approximate the nonlinear dynamics and the controller based on this model performs satisfactorily.

収録刊行物

  • 化学工学論文集  

    化学工学論文集 22(5), 1001-1008, 1996-09-10 

    The Society of Chemical Engineers, Japan

参考文献:  10件

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被引用文献:  1件

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10002669433
  • NII書誌ID(NCID)
    AN00037234
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    0386216X
  • NDL 記事登録ID
    4057607
  • NDL 雑誌分類
    ZP5(科学技術--化学・化学工業--化学工学)
  • NDL 請求記号
    Z17-725
  • データ提供元
    CJP書誌  CJP引用  NDL  J-STAGE 
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