【手続補正書】
【提出日】平成16年8月19日(2004.8.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コントローラ及びプラントを有する制御システムのための制御パラメータを確定する方法であって、
前記プラントのモデル及び前記コントローラのモデルを確立するステップと、
選択された安定余裕を説明する、閉ループ・システムのための性能指数を、コントローラ・パラメータの関数として計算するステップと
を備える方法。
【請求項２】
性能指数を計算する前記ステップを繰り返し実行する最適化ルーチンを設けるステップを更に含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記最適化ルーチンが、性能指数を計算する前記ステップを、最適値を達成するまで繰り返し実行する請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記プラントのモデル及び前記コントローラのモデルがそれぞれ、複数のチャネルを備え、
前記コントローラ・パラメータが、前記コントローラのモデルの各チャネルに対する比例ゲインに関係した要素を有するベクトルＫｐを含み、
前記比例ゲインが、相互に、選択された関係であり、
前記性能指数が、前記コントローラのモデルの各チャネルに与えられるマスタ比例ゲインＫｍの関数であり、
前記性能指数が、少なくとも１つの安定余裕についての制約を維持するように、Ｋｍを最大化するべく繰り返し計算される
請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記プラントのモデル及び前記コントローラのモデルがそれぞれ、複数のチャネルを備え、
前記コントローラ・パラメータが、前記コントローラのモデルの各チャネルに対する比例ゲインに関係した要素を有するベクトルＫｐを備え、
前記性能指数が、前記コントローラのモデルの各チャネルに与えられるマスタ比例ゲインＫｍの関数であり、
前記性能指数が、
【数１】
2005513601.tif 000001
の関数として計算され、
ここで、ωｒｅｆは公称ループ帯域幅に設定され、ｘは０と１との間の値を有し、ｉは前記コントローラのモデルの全てのチャネルにわたる実行指数である
請求項３記載の方法。
【請求項６】
前記安定余裕に関する制約が周波数の関数として変わる請求項１記載の方法。
【請求項７】
性能指数を計算する前記ステップが、周波数領域のピーキングに関する制約を説明することを含む請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記制約が或る定数を含む請求項７記載の方法。
【請求項９】
性能指数を計算する前記ステップが、周波数の指定された範囲にわたり周波数応答の最小値についての重み付け係数を説明することを含む請求項１記載の方法。
【請求項１０】
コントローラのモデル及びプラントのモデルを確立する前記ステップが、前記複素平面上前記領域に対して安定性を確立することの一部として、前記コントローラのモデル及びプラントのモデルを前記複素平面上の閉じた軌跡にわたり確立することを含む請求項１記載の方法。
【請求項１１】
少なくとも１つの安定余裕についての制約を示す３次元表面を周波数の関数として表すステップを更に備える請求項６記載の方法。
【請求項１２】
コントローラ及びプラントを有する制御システムに対する制御パラメータを確定する方法であって、
前記プラントのモデル及び前記コントローラのモデルを確立するステップと、
少なくとも１つの選択された安定余裕についての制約を周波数の関数として説明する、閉ループ・システムのための性能指数を、コントローラ・パラメータの関数として計算するステップと
を備える方法。
【請求項１３】
少なくとも１つの安定余裕についての制約を示す３次元表面を周波数の関数として表すステップを更に備える請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記最適化ルーチンが、性能指数を計算する前記ステップを繰り返し実行する請求項１２記載の方法。
【請求項１５】
前記最適化ルーチンが、性能指数を計算する前記ステップを、最適値を達成するまで繰り返し実行する請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記プラントのモデル及び前記コントローラのモデルがそれぞれ、複数のチャネルを備え、
前記コントローラ・パラメータが、前記コントローラのモデルの各チャネルに対する比例ゲインに関係した要素を有するベクトルＫｐを含み、
前記比例ゲインが、相互に、選択された関係であり、
前記性能指数が、前記コントローラのモデルの各チャネルに与えられるマスタ比例ゲインＫｍの関数であり、
前記性能指数が、少なくとも１つの安定余裕についての制約を維持するように、Ｋｍを最大化するべく繰り返し計算される
請求項１２記載の方法。
【請求項１７】
前記プラントのモデル及び前記コントローラのモデルがそれぞれ、複数のチャネルを備え、
前記コントローラ・パラメータが、前記コントローラのモデルの各チャネルに対する比例ゲインに関係した要素を有するベクトルＫｐを備え、
前記性能指数が、前記コントローラのモデルの各チャネルに与えられるマスタ比例ゲインＫｍの関数であり、
前記性能指数が、
【数２】
2005513601.tif 000002
の関数として計算され、
ここで、ωｒｅｆは公称ループ帯域幅に設定され、ｘは０と１との間の値を有し、ｉは前記コントローラのモデルの全てのチャネルにわたる実行指数である
請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
性能指数を計算する前記ステップが、周波数領域のピーキングに関する制約を説明することを含む請求項１２記載の方法。
【請求項１９】
前記制約が或る定数を含む請求項１２記載の方法。
【請求項２０】
性能指数を計算する前記ステップが、周波数の指定された範囲にわたり周波数応答の最小値についての重み付け係数を説明することを含む請求項１２記載の方法。
【請求項２１】
コントローラのモデル及びプラントのモデルを確立する前記ステップが、前記複素平面上前記領域に対して安定性を確立することの一部として、前記コントローラのモデル及びプラントのモデルを前記複素平面上の閉じた軌跡にわたり確立することを含む請求項１２記載の方法。
【請求項２２】
実行されたとき、請求項１から２１のいずれか一項に記載の方法をコンピュータに実行させるコンピュータ可読命令を含むコンピュータ可読媒体。
【請求項２３】
請求項１から２１のいずれか一項に記載の方法を実行するよう適合されたシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
［例示的実施形態の詳細な説明］
図１は、プラント又は物理的システム１０を図示する。例示的実施形態において、物理的システム１０は一般的に、サーボ・コントローラ１４及びアクチュエータ１５を有する振動システム１３を備える。図１の概略図において、アクチュエータ１５は、適切な機械的インターフェース１６を介して試験体１８に結合される１つ又はそれより多いアクチュエータを表す。サーボ・コントローラ１４は、アクチュエータ指令信号１９をサーボ弁２５に与えて、アクチュエータ１５を作動し、次いでアクチュエータ１５は、試験体１８を励起する。適切なフィードバック１５Ａが、アクチュエータ１５からサーボ・コントローラ１４又は他のセンサからサーボ・コントローラ１４に与えられることができる。試験体１８上の１つ又はそれより多い遠隔トランスデューサ２０、例えば、変位センサ、歪みゲージ、加速度計、又は類似のもののようなものは、測定された又は実際の応答２１を与える。物理的システム・コントローラ２３は、入力２２と、サーボ・コントローラ１４への入力としての駆動信号１７に応答したフィードバックとしての実際の応答２１とを受け取る。図１の説明図において、信号１７は基準信号であり、信号１９は操作可能な変数（作動される装置に対する指令）であり、信号１５Ａはフィードバック変数である。この関係はまた、図３に示されている。単一のチャネルのケースが図１に示されているが、Ｎ個のフィードバック要素を含む信号１５Ａ、及びＭ個の操作可能な変数を含む信号１９を有する複数チャネルの実施形態が、通常であり、そして本発明の別の実施形態と考えられている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
次いで、ネルダ−ミードのような最適化ルーチンが、ステップ１３８において呼び出される。最適化ルーチンは、１組のコントローラ・パラメータ１４０を性能計算器６３に繰り返し与え、そして性能指数１４２が、最適値を達成するまで（即ち、選択された許容範囲内で）、性能計算器６３から戻される（図４）。最適化ルーチンは、米国マサチューセッツ州ＮａｔｉｃｋのＭａｔｈｗｏｒｋｓ，Ｉｎｃ．から入手可能であるルーチンにおけるように、容易に入手可能でありそして周知である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
性能計算器６３による性能指数の計算は、図１４において方法１５０として示されている。ステップ１５２において、１組の同調パラメータ（独立変数）は、性能計算器６３によりオプティマイザ・モジュール６２から受け取られる。一般的に、同調パラメータは、微分ゲイン、２次微分ゲイン（有る場合）、様々なフィードバック及び／又はフォワード・ループ・フィルタ設定値を有する。随意に、比例ゲインの関数を含めることができる。多くの場合、比例ゲインは、性能指数に組み込むことができ、即ち、比例ゲインを最大化することが、単一のチャネル・システムにとって望ましいパラメータであることができる。