• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

High Speed and High Accuracy Control of Nonlinear Systems by Blending of Discrete Mechanics and Nonlinear Optimization

Research Project

Project/Area Number 15K06154
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Control engineering/System engineering
Research InstitutionTokyo University of Science

Principal Investigator

Kai Tatsuya  東京理科大学, 基礎工学部電子応用工学科, 准教授 (60419471)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords離散力学 / 非線形最適化 / 非線形システム / 非線形制御理論 / 最適制御理論 / 集中定数システム / 分布定数システム / 数値計算法
Outline of Final Research Achievements

The purpose of the research project is to develop a new control synthesis method for nonlinear systems based on a blending of “discrete mechanics” and “nonlinear optimization,” and various results have been derived. Especially, a new control method, which is totally different from the existing results, has been developed, and some numerical simulations have indicated effectiveness and superiority of the new method. Furthermore, it is expected that the proposed new method is successfully applied to various situations that require control.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究課題で提案された制御系設計手法は従来のものとは全く異なり、コンピュータとの親和性を重視した新しい手法であり、制御工学における学術的意義は高いといえる。さらに、本研究課題で得られた研究成果は非線形システムを扱う多くの分野へと応用可能であり、それ故に社会的意義のある研究課題であると考えられる。

Report

(5 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • 2015 Research-status Report
  • Research Products

    (41 results)

All 2019 2018 2017 2016 2015

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 2 results) Presentation (34 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Robust Control of a 3D Space Robot with an Initial Angular Momentum Based on the Nonlinear Model Predictive Control Method2018

    • Author(s)
      Tatsuya Kai
    • Journal Title

      International Journal of Advanced Computer Science and Applications

      Volume: 9 Issue: 6 Pages: 7-15

    • DOI

      10.14569/ijacsa.2018.090602

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A New Efficient Obstacle Avoidance Control Method for Cars Based on Big Data and Just-In-Time Modeling2018

    • Author(s)
      Tatsuya Kai
    • Journal Title

      Journal of Computer and Communications

      Volume: 6 Issue: 11 Pages: 12-22

    • DOI

      10.4236/jcc.2018.611002

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A Just-In-Time Modeling Approach to Obstacle Avoidance Control of a Car2016

    • Author(s)
      Tatsuya Kai and Sshunsuke Miyashita
    • Journal Title

      International Journal of Advances in Mechanical & Automobile Engineering

      Volume: 3 Pages: 110-113

    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Moving Obstacle Avoidance Control of Cars based on Big Data and Just-In-Time Modeling2016

    • Author(s)
      Tatsuya Kai
    • Journal Title

      International Journal of Science and Engineering Investigations

      Volume: 5 Pages: 104-109

    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Gait Generation for the Compass-type Biped Robot on General Irregular Grounds via a New blending Method of Discrete Mechanics and Nonlinear Optimization2015

    • Author(s)
      Tatsuya Kai and Tomohiko Shibata
    • Journal Title

      Journal of Control, Automation and Electrical Systems

      Volume: 26 Issue: 5 Pages: 484-492

    • DOI

      10.1007/s40313-015-0192-4

    • Related Report
      2015 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Circular Obstacle Avoidance Control of the Compass-type Biped Robot based on a Blending Method of Discrete Mechanics and Nonlinear Optimization2015

    • Author(s)
      Tatsuya Kai
    • Journal Title

      International Journal of Modern Nonlinear Theory and Application

      Volume: 4 Issue: 03 Pages: 179-189

    • DOI

      10.4236/ijmnta.2015.43013

    • Related Report
      2015 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 円形状リミットサイクルをもつ区分的非線形振動子の一設計法2019

    • Author(s)
      甲斐健也, 前原光志
    • Organizer
      電子情報通信学会 非線形問題研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Particle Swarm Optimizationに基づくバーガーズセルオートマトン交通流モデルの最適信号制御 - セル内の車が複数台の場合への拡張 -2019

    • Author(s)
      佐藤心洋, 甲斐健也
    • Organizer
      電子情報通信学会 回路とシステム研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 離散力学と非線形最適化の融合による分布定数力学システムに対する軌道追従制御2019

    • Author(s)
      八住拓利, 甲斐健也
    • Organizer
      電子情報通信学会 回路とシステム研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] あるクラスの多モード2次元区分的非線形システムに対するリミットサイクル制御2019

    • Author(s)
      前原光志, 甲斐健也
    • Organizer
      電子情報通信学会 回路とシステム研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ハイブリッド振動子の設計と応用2019

    • Author(s)
      甲斐健也, 前原光志, 知久真吾
    • Organizer
      計測自動制御学会 第6回制御部門大会マルチシンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 多モード2次元区分的アファインシステムに対するリミットサイクル制御 - 出力フィードバック制御の場合 -2018

    • Author(s)
      甲斐健也, 奥平いくみ, 泉幸祐
    • Organizer
      電子情報通信学会 非線形問題研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] A Limit Cycle Control Method for Multi-modal and 2-dimensional Piecewise Affine Systems - State Feedback Control Case2018

    • Author(s)
      Tatsuya Kai
    • Organizer
      The 17th annual European Control Conference
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A Discrete Mechanics Approach to Vibration Suppression Control of Free-fixed Euler-Bernoulli Beams2018

    • Author(s)
      Tatsuya Kai and Kouhei Yamaki
    • Organizer
      International Symposium of Nonlinear Theory and Its Application 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 多角形状リミットサイクルをもつ区分的アファイン振動子2018

    • Author(s)
      甲斐健也, 知久真吾, 前原光志
    • Organizer
      計測自動制御学会 システム・情報部門 学術講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Particle Swarm Optimizationに基づくバーガーズセルオートマトン交通流モデルの最適信号制御2018

    • Author(s)
      甲斐健也, 佐藤心洋
    • Organizer
      第24回交通流と自己駆動粒子系のシンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 強化学習に基づいたヒューマノイドロボットの全身運動生成2018

    • Author(s)
      廣川俊彦,甲斐健也
    • Organizer
      計測自動制御学会 第5回制御部門大会マルチシンポジウム
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 多モード2次元区分的アファインシステムに対するリミットサイクル制御と2タンクシステムへの応用2018

    • Author(s)
      泉幸佑,甲斐健也,奥平いくみ
    • Organizer
      計測自動制御学会 第5回制御部門大会マルチシンポジウム
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 離散力学と非線形最適化の融合による分布定数力学システムのモデル予測制御2018

    • Author(s)
      八巻航平,甲斐健也
    • Organizer
      計測自動制御学会 第5回制御部門大会マルチシンポジウム
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 多モード2次元区分的アファインシステムに対するリミットサイクル制御 - 状態フィードバック制御の場合 -2017

    • Author(s)
      甲斐健也, 泉幸佑
    • Organizer
      計測自動制御学会 第4回制御部門マルチシンポジウム
    • Place of Presentation
      岡山大学 (岡山県岡山市)
    • Year and Date
      2017-03-06
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 分布定数力学システムに対する自由境界条件下での離散力学の導出と片端固定弦の振動抑制制御への応用2017

    • Author(s)
      甲斐健也, 八巻航平
    • Organizer
      計測自動制御学会 第4回制御部門マルチシンポジウム
    • Place of Presentation
      岡山大学 (岡山県岡山市)
    • Year and Date
      2017-03-06
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 多モード2次元区分的アファインシステムに対するリミットサイクル制御問題の解析解と存在条件2017

    • Author(s)
      甲斐健也, 泉幸佑
    • Organizer
      電子情報通信学会 回路とシステム研究会
    • Place of Presentation
      機械振興会館 (東京都港区)
    • Year and Date
      2017-01-26
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 離散力学と非線形最適化の融合による片端固定Euler-Bernoulli梁の振動抑制制御2017

    • Author(s)
      甲斐健也,八巻航平
    • Organizer
      電子情報通信学会 非線形問題研究会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 多モード2次元区分的アファインシステムに対するリミットサイクル制御問題における設計条件の緩和2017

    • Author(s)
      甲斐健也,泉幸佑
    • Organizer
      電子情報通信学会 非線形問題研究会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Discrete Mechanics for 1-dimensional Distributed Parameter Mechanical Systems under Free Boundary Conditions and Its Application to Vibration Suppression Control of Free-fixed Strings2017

    • Author(s)
      Tatsuya Kai and Kouhei Yamaki
    • Organizer
      The SICE Annual Conference 2017
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] An Analytic Solution to the Limit Cycle Control Problem for Multi-modal and 2-dimensional Piecewise Affine Systems2017

    • Author(s)
      Tatsuya Kai and Kousuke Izumi
    • Organizer
      The SICE Annual Conference 2017
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of Discrete Mechanics for 2-dimensional Distributed Parameter Mechanical Systems and Its Application to Vibration Suppression Control of a Film2016

    • Author(s)
      Tatsuya Kai and Kouhei Yamaki
    • Organizer
      International Symposium of Nonlinear Theory and Its Application 2016
    • Place of Presentation
      ニューウェルシティ湯河原 (静岡県熱海市)
    • Year and Date
      2016-11-27
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Vibration Suppression Control of an Euler-Bernoulli Beam via a New Blending Method of Discrete Mechanics and Nonlinear Optimization2016

    • Author(s)
      Tatsuya Kai and Kouhei Yamaki
    • Organizer
      The SICE Annual Conference 2016
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場 (茨城県つくば市)
    • Year and Date
      2016-09-20
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of Discrete Mechanics for Distributed Parameter Mechanical Systems and Its Application to Vibration Suppression Control of a String2016

    • Author(s)
      Tatsuya Kai, Kouhei Yamaki, and Shunpei Koike
    • Organizer
      The 13th International Conference on Informatics in Control, Automation and Robotics
    • Place of Presentation
      Lisbon (Portugal)
    • Year and Date
      2016-07-29
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A Just-In-Time Modeling Approach to Obstacle Avoidance Control of a Car2016

    • Author(s)
      Tatsuya Kai and Shunsuke Miyashita
    • Organizer
      International Conference on Artificial Intelligence and Manufacturing Engineering
    • Place of Presentation
      London (United Kingdom)
    • Year and Date
      2016-07-26
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 離散力学の基礎理論と制御工学への応用2016

    • Author(s)
      甲斐健也
    • Organizer
      日本応用数理学会 研究集会「常微分方程式の数値解法とその周辺」2016
    • Place of Presentation
      大阪大学 (大阪府豊中市)
    • Year and Date
      2016-07-04
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 分布定数力学システムに対する離散力学の開発と梁の振動抑制制御問題への応用2016

    • Author(s)
      甲斐健也, 八巻航平, 小池駿平
    • Organizer
      電子情報通信学会 非線形問題研究会
    • Place of Presentation
      京都,京都産業大学
    • Year and Date
      2016-03-24
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 離散力学と非線形最適化の融合による1次元分布定数力学システムの安定化制御2016

    • Author(s)
      甲斐健也, 八巻航平, 小池駿平
    • Organizer
      計測自動制御学会 第3回制御マルチシンポジウム
    • Place of Presentation
      名古屋,南山大学
    • Year and Date
      2016-03-07
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 強化学習による2足歩行ロボットの転倒回復動作獲得2016

    • Author(s)
      廣川俊彦, 甲斐健也
    • Organizer
      2016年 電子情報通信学会 NOLTAソサイエティ大会
    • Place of Presentation
      東京理科大学 (東京都葛飾区)
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] ビッグデータを活用したジャストインタイムモデリングに基づく車の障害物回避制御2016

    • Author(s)
      宮下隼丞, 甲斐健也
    • Organizer
      2016年 電子情報通信学会 NOLTAソサイエティ大会
    • Place of Presentation
      東京理科大学 (東京都葛飾区)
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 2次元分布定数力学システムに対する離散力学の提案と膜の振動抑制制御への応用2016

    • Author(s)
      八巻航平, 甲斐健也
    • Organizer
      2016年 電子情報通信学会 NOLTAソサイエティ大会
    • Place of Presentation
      東京理科大学 (東京都葛飾区)
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] スライディングモード制御法に基づく電気自動車に対するスリップ防止制御2016

    • Author(s)
      越川知大, 甲斐健也
    • Organizer
      2016年 電子情報通信学会 NOLTAソサイエティ大会
    • Place of Presentation
      東京理科大学 (東京都葛飾区)
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] マルチエージェントシステムに対するフォーメーション度を考慮した障害物回避制御2016

    • Author(s)
      根岸裕太郎, 甲斐健也
    • Organizer
      2016年 電子情報通信学会 NOLTAソサイエティ大会
    • Place of Presentation
      東京理科大学 (東京都葛飾区)
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] モデル予測制御法に基づくディスクリプタ形式で表現された宇宙ロボットの姿勢整定制御2016

    • Author(s)
      蜂須賀貴重, 甲斐健也
    • Organizer
      2016年 電子情報通信学会 NOLTAソサイエティ大会
    • Place of Presentation
      東京理科大学 (東京都葛飾区)
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] ヒューマノイドロボットに対する強化学習に基づく転倒防止踏ん張り制御2015

    • Author(s)
      山口智之,甲斐健也
    • Organizer
      電子情報通信学会 非線形問題研究会
    • Place of Presentation
      東京,早稲田大学
    • Year and Date
      2015-06-12
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Book] 倒立振子で学ぶ制御工学2017

    • Author(s)
      川田昌克, 東俊一, 市原裕之, 浦久保孝光, 大塚敏之, 甲斐健也, 國松禎明, 澤田賢治, 永原正章, 南裕樹
    • Total Pages
      240
    • Publisher
      森北出版
    • Related Report
      2016 Research-status Report

URL: 

Published: 2015-04-16   Modified: 2020-03-30  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi