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伝搬遅延および持続的外乱に関する制御問題に対する作用素論に基づく解法

Research Project

Project/Area Number 14J05353
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Control engineering/System engineering
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

金 正勳  京都大学, 工学研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥1,940,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords伝播遅延 / むだ時間 / 持続的外乱 / スペクトル半径 / 最適制御 / 伝搬遅延 / L∞誘導ノルム
Outline of Annual Research Achievements

本研究課題における実績については以下のように説明する。

1.伝播遅延が存在する制御システムが安定がどうかを判別する際には、liftingというアイディアのもとで導入されるmonodromy operatorのスペクトル半径を計算することが重要である。ここで本研究は、遅延された信号を表すためによく使われる4つの異なる関数空間を考慮し、それぞれの関数空間から決まる数学的に異なる4つのmonodromy operatorを定義した。さらに、そのmonodromy operatorのスペクトル半径が1未満であることが、伝播遅延を有する制御システムが安定であるための必要十分条件であることを数学的に証明した。この結果を通して、伝播遅延を有する制御システムの安定性が遅延された信号の特徴によらずに一つの方法で判別すつことが可能になった。

2.持続的外乱が制御システムへ及ぼす影響を厳密に解析し、また、その影響を最小化するためには、関する空間L∞上で信号を取り扱う必要がある。すなわち、持続的外乱による制御システムの性能劣化は、L∞誘導ノルムというものによって定量的に評価することが可能である。しかし、L∞誘導ノルムを取り扱うためには、Banach空間という通常のHilbert空間よりもっと複雑であるものを考慮する必要があるので、L∞誘導ノルムに関する研究成果は比較的に少ないところである。ここで本研究では、制御対象と制御機器がすべてアナログとなっている連続時間制御システム、制御対象はアナログであり制御機器はディジタルであるサンプル値制御システムに対して、L∞誘導ノルムを厳密に計算する手法を開発した。さらには、L∞誘導ノルムを最小とするディジタル制御機器の設計方法も与えた。この結果を通して、持続的な外乱に対する影響を最小とする制御機器の設計が可能となり、実在のシステムへ幅広く応用できることになた。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2016 2015 2014

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Journal Article] L1 discretization for sampled-data controller synthesis via piecewise linear approximation2016

    • Author(s)
      Jung Hoon Kim, Tomomichi Hagiwara
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Automatic Control

      Volume: 印刷中 Issue: 5 Pages: 1143-1157

    • DOI

      10.1109/tac.2015.2452815

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Further results on the L1 analysis of sampled-data systems via kernel approximation approach2016

    • Author(s)
      Jung Hoon Kim, Tomomichi Hagiwara
    • Journal Title

      International Journal of Control

      Volume: 印刷中 Issue: 8 Pages: 1684-1697

    • DOI

      10.1080/00207179.2016.1144239

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Computing the L∞-induced norm of linear time-invariant systems via kernel approximation and its comparison with input approximation2015

    • Author(s)
      Jung Hoon Kim, Tomomichi Hagiwara
    • Journal Title

      IET Control Theory & Applications

      Volume: 9 Issue: 5 Pages: 700-709

    • DOI

      10.1049/iet-cta.2014.0453

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spectrum of monodromy operator for a time-delay system with application to stability analysis2015

    • Author(s)
      Jung Hoon Kim, Tomomichi Hagiwara
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Automatic Control

      Volume: 60 Issue: 12 Pages: 3385-3390

    • DOI

      10.1109/tac.2015.2422479

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] L∞-induced norm analysis of sampled-data systems via piecewise constant and linear approximations2015

    • Author(s)
      Jung Hoon Kim, Tomomichi Hagiwara
    • Journal Title

      Automatica

      Volume: 51 Pages: 223-232

    • DOI

      10.1016/j.automatica.2014.10.102

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Computing the L∞[0,h)-induced norm of a compression operator via fast-lifting2014

    • Author(s)
      Jung Hoon Kim, Tomomichi Hagiwara
    • Journal Title

      Systems & Control Letters

      Volume: 67 Pages: 1-8

    • DOI

      10.1016/j.sysconle.2014.01.009

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Computation of the induced norm from L2 to L∞ in SISO sampled-data systems: discretization approach with convergence rate analysis2015

    • Author(s)
      Jung Hoon Kim, Tomomichi Hagiwara
    • Organizer
      54th IEEE Conference on Decision and Control
    • Place of Presentation
      Osaka, Japan
    • Year and Date
      2015-12-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] L1 analysis of LTI systems via piecewise higher-order approximation2015

    • Author(s)
      Yongwoo Choi, Jung Hoon Kim, Tomomichi Hagiwara
    • Organizer
      2015 IEEE Multi-Conference on Systems and Control
    • Place of Presentation
      Sydney, Australia
    • Year and Date
      2015-09-21
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Kernel approximation approach to the L1 analysis of sampled-data systems2015

    • Author(s)
      Jung Hoon Kim, Tomomichi Hagiwara
    • Organizer
      European Control Conference 2015
    • Place of Presentation
      Linz, Austria
    • Year and Date
      2015-07-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Induced norm from L2 to L∞ in SISO sampled-data systems2015

    • Author(s)
      Jung Hoon Kim, Tomomichi Hagiwara
    • Organizer
      2015 American Control Conference
    • Place of Presentation
      Chicago, IL, USA
    • Year and Date
      2015-07-01
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Computing the L∞-induced norm of LTI systems2014

    • Author(s)
      Jung Hoon Kim, Tomomichi Hagiwara
    • Organizer
      53rd IEEE Conference on Decision and Control
    • Place of Presentation
      Los Angeles, California, USA
    • Year and Date
      2014-12-15 – 2014-12-17
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Characterization of the induced norms from L2 to L∞ and from l2 to l∞ and their computations2014

    • Author(s)
      Jung Hoon Kim, Tomomichi Hagiwara
    • Organizer
      SICE Annual Conference
    • Place of Presentation
      Sapporo, Japan
    • Year and Date
      2014-09-09 – 2014-09-12
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] A study on piecewise linear approximation in the L1 optimal control problem of sampled-data systems2014

    • Author(s)
      Jung Hoon Kim, Tomomichi Hagiwara
    • Organizer
      21st International Symposium on Mathematical Theory of Networks and Systems
    • Place of Presentation
      Groningen, The Netherlands
    • Year and Date
      2014-07-07 – 2014-07-11
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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