[发明专利]用于模型预测控制的控制参数的设定方法

说明书

在本发明的设定方法中，在与控制对象的伺服控制结构对应的最佳伺服控制结构中，确定期望的时间响应，计算出与该期望的时间响应对应的规定的增益，基于该规定的增益，按照规定的黎卡提方程式计算出该黎卡提方程式中的第一权重系数Qf、第二权重系数Q、第三权重系数R。然后，对用于模型预测控制的规定评价函数中的、与终端成本对应的权重系数、与状态量成本对应的权重系数、与控制输入成本对应的权重系数分别设定第一权重系数Qf、第二权重系数Q、第三权重系数R。由此，在为了使控制对象的输出追随目标指令的伺服控制而进行模型预测控制的情况下，用户能够基于控制对象的时间响应而直观地设定用于该模型预测控制的权重系数。

技术领域

本发明涉及用于模型预测控制的控制参数的设定方法。

背景技术

为了使控制对象追随目标指令而动作，通常利用反馈控制。例如，在多关节机器人中，通过机器人的控制装置，进行各关节轴的伺服电动机的控制，以使用反馈控制使机器人的手前部的位置追随预先设定(指教)的目标指令。但是，在通常的反馈控制中，由于无论怎样各伺服电动机都会发生响应延迟，因此存在机器人的实际的轨迹偏离指令轨道的问题。为了抑制这种相对于指令轨道的偏离，利用与模型预测控制有关的技术。

但是，即使在利用模型预测控制的情况下，在如追随控制那样目标时时刻刻发生变化时，也可能产生常规偏差。于是，在使用模型预测控制的情况下，认为通过将积分器串行连接于该补偿器来消除常规偏差。另外，通过将假设的干扰视为新的状态编入模型中，原理上能够消除该干扰。例如，在非专利文献1及非专利文献2中，提出构建干扰监视器，使用在此推定的干扰来消除常规偏差的方法。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：Yuta Sakurai and Toshiyuki Ohtsuka:Offset Compensation ofContinuous Time Model Predictive Control By Disturbance Estimation；系统控制信息学会论文杂志，Vol.25，No.7，pp.10－18(2012)

非专利文献2：U.Maeder and M.Morari:Linear offset-free model predictivecontrol；Automatica,Vol.45,No.10,pp.2214-2222(2009)

非专利文献3：Fatima TAHIR and Toshiyuki OHTSUKA:Tuning of PerformanceIndex in Nonlinear Model Predictive Control by the Inverse Linear QuadraticRegulator Design Method,SICE Journal of Control,Measurement,and SystemIntegration,Vol.6,No.6,pp.387-395,(2013)

发明所要解决的问题

在进行模型预测控制以使控制对象的输出追随目标指令的伺服控制的情况下，根据规定的评价函数进行最佳的控制输入的计算。通常，在该规定的评价函数中，分别计算与控制对象的状态变量有关的终端成本、与该状态变量和控制输入有关的阶段成本，进行控制输入的最优化，以使该合计值变为最小。此时，在评价函数中，通过对终端成本及阶段成本分别设定权重系数，在反映了各成本的相关的状态下，进行上述控制输入的最优化。

在此，上述模型预测控制中的所述权重系数难以找到与模型预测控制中的控制对象的时间响应的直观关系。因此，用户对于确定用于模型预测控制的权重系数需要大量的反复试验。此外，在上述的非专利文献3中，公开有在调节器中进行模型预测控制的情况下，确定考虑到控制对象的时间响应的该模型预测控制的权重系数的方法，但该方法不能对应于伺服控制。

发明内容