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セミアクティブサスペンションシステムの制御


Semi-Active Suspention System

車両にはリンク機構とバネやダンパから構成されるサスペンションシステ ムが搭載されている。その目的は,路面外乱などによる振動を絶縁し良好な乗 り心地を確保すること,操縦時の操縦安定性を保持すること,運転姿勢の変化 をできるだけ押さえることがあげられる。この目的のために受動的要素のみで 構成されるパッシブサスペンションが使われてきたが,パッシブサスペンショ ンでは上の3つの目的のうち先に述べた2つは相反するものとなってしまう。 そこで,サスペンションをアクティブに制御する,アクティブサスペンション についての研究が行われ,様々な制御手法が提案されている。

しかし,アクティブサスペンションは「力」を制御入力とするためエネルギー 消費が激しい。また,基本的に油圧または空気圧アクチュエータを必要とする ため,高価で大型の装置にになってしまう。それに対し,ダンパ係数を変化さ せることで車体の動きを制御する「セミアクティブサスペンション」の場合, アクティブサスペンションに比べて作りが簡単で安価であり,エネルギーの消 費が少なくて済むという利点があり,セミアクティブサスペンションはより実 用的であるといえる。しかし,セミアクティブサスペンションの場合,システ ムが双線形といわれる非線形系となるため制御手法が限られたものになる。

本研究では,セミアクティブサスペンションシステムに対し,ハミルトン・ヤ コビ不等式に基づく非線形H∞制御理論を適用する。しかし,ハミルトン・ヤ コビ不等式を一般に解く方法は提案されていない。本研究では,システムが持 つ非線形性である双線形性の性質を利用して,ハミルトン・ヤコビ不等式を満 たす解をリッカチ方程式の解に帰着させている。


Bibliography:

  • 三平満司,大作覚,上村一整: "非線形H∞制御理論の限界と可能性─セミアクティブサスペンションへ の応用"; システム/制御/情報, vol.43, no.10, 544/552, 1999
  • 大作覚,三平満司,清水悦郎,富田晃市; "非線形H∞制御によるセミアクティブサスペンション"; 計測と制御, 39[2], 126/129, 2000