加圧炊飯プロセスの数理モデル化に関する研究

久保田 靖之(0951042)


高い制御性能が要求される局面, 例えば航空機・化学プラント等の制御においては, 先進的な制御理論が積極的に適用されている. これら先進的な制御理論の多くは数 理モデルに基づくモデルベース制御である. しかし, 家電のような大量生産品では, コストの制約から, 依然として実験に基づくモデルなしのゲイン調整やパターン制 御が用いられることが多い.

本発表では家電の一つである炊飯器を考える. 炊飯プロセスの制御においては, 米(デンプン)のゼラチン化を含む物理現象が複雑であること, 炊飯中の釜内部の 状態をリアルタイムに計測することが困難であることなどの理由から, 従来, モデルレスのパターン制御が主として用いられてきた. しかし, 温度制御性能の一層の向上のためには, モデルによる内部状態の推定が不可欠である. そこで,本発表では, その数理モデル化を検討する. 加圧炊飯プロセスで重要となる水の拡散, 熱容量の変化, 圧力の変化を表現する 3つのモデルを作成し, 互いに影響しあうこれらの現象を統合したモデルを提案する. またシミュレーションによる作成したモデルの評価について述べる.

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