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Researches on fault tolerant control against simultaneous sensor and actuator failure to achieve online maintenance

Research Project

Project/Area Number 17K06502
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Control engineering/System engineering
Research InstitutionKumamoto University

Principal Investigator

Kunimatsu Sadaaki  熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 助教 (30379309)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywords耐故障制御 / オンライン保守 / センサ故障 / アクチュエータ故障 / センサ・アクチュエータ同時故障 / アクチュエータ異常 / 2自由度PID制御 / 冗長入力 / PID制御
Outline of Final Research Achievements

In this research, we propose a hybrid method in which passive methods without switching controllers and active ones with switching are used. Our purpose is to achieve both fault tolerance and a posibility of online maintainance by the hybrid method. The main results are as follows. For each case of actuator failure, sensor failure, and sensor/actuator simultaneous failure, we have proposed passive fault tolerant control using input redundancy and active fault tolerant control using two degree of freedom control systems. The possibility of the online maintenance has also been shown.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年,データサーバのような電子機器には24時間365日連続稼働するシステムも珍しくなく,連続稼働のためには稼働中に部品の点検・交換などの保守管理(これをオンライン保守と呼ぶ)ができるシステムであることが求められる.今後ますます多様化するニーズや高付加価値を実現するためには,機械装置であっても連続稼働できるような状況を用意しておくことが望ましいと考えられる.そこで本研究では,制御器の切り替えが伴うアクティブな耐故障制御の設計法を考案することで,機械装置であってもセンサおよびアクチュエータのオンライン保守が実現可能であることを示した.

Report

(5 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (8 results)

  • [Journal Article] A Design Method of 2DOF Fault Tolerant Servo Controller against Simultaneous Sensor and Actuator Failure2020

    • Author(s)
      Makiyama Kosuke, Kunimatsu Sadaaki, Motoyama Kazuki
    • Journal Title

      Proceedings of the SICE Annual Conference 2020

      Volume: - Pages: 1916-1920

    • DOI

      10.23919/sice48898.2020.9240242

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] On Possibility of Online Maintenance by using 2DOF Fault Tolerant Servo Control against Sensor Failure2019

    • Author(s)
      Sadaaki Kunimatsu, Kosuke Makiyama, Kazuki Motoyama
    • Journal Title

      Proceedings of the SICE Annual Conference 2019

      Volume: - Pages: 908-911

    • DOI

      10.23919/sice.2019.8859945

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Design Method of 2DOF PID Controller for Systems with Simultaneous Sensor and Actuator Failure2018

    • Author(s)
      Sadaaki Kunimatsuy, Kazuki Motoyama
    • Journal Title

      Proceedings of the SICE Annual Conference 2018

      Volume: - Pages: 1195-1198

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] On possibility of online maintenance by fault tolerant PID control for systems with input redundancy2017

    • Author(s)
      Sadaaki Kunimatsu, Yoshitomo Kitajima
    • Journal Title

      Proceedings of the SICE Annual Conference 2017

      Volume: - Pages: 1030-1032

    • DOI

      10.23919/sice.2017.8105777

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] センサ・アクチュエータの同時故障に対する故障検出と耐故障サーボに関する研究2020

    • Author(s)
      牧山幸右,國松禎明
    • Organizer
      第39回計測自動制御学会九州支部学術講演会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 機械学習を用いた簡便なモデリング手法に関する研究2019

    • Author(s)
      宮崎 一帆,齋藤 慎之助,國松 禎明
    • Organizer
      第38回計測自動制御学会九州支部学術講演会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 冗長入力による耐故障制御とそのアクチュエータ異常検知への応用に関する研究2019

    • Author(s)
      牧山 幸右,本山 一樹,國松 禎明
    • Organizer
      第38回計測自動制御学会九州支部学術講演会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 2自由度耐故障制御系に対するセンサ故障の検出方法について2019

    • Author(s)
      牧山幸右,本山一樹,國松禎明
    • Organizer
      第6回制御部門マルチシンポジウム
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] センサ故障に対する耐故障制御を利用したオンライン保守の可能性について2018

    • Author(s)
      本山一樹,國松禎明
    • Organizer
      第37回計測自動制御学会九州支部学術講演会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 高次相対次数と冗長入力を有するシステムに対する耐故障制御について2017

    • Author(s)
      北島佳智,國松禎明
    • Organizer
      第60回自動制御連合講演会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 耐故障性を考慮した2自由度制御系に関する研究2017

    • Author(s)
      本山一樹,國松禎明
    • Organizer
      第36 回計測自動制御学会九州支部学術講演会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 制御対象の不確かさとセンサ異常を考慮した耐故障制御2017

    • Author(s)
      北島佳智,國松禎明
    • Organizer
      第36 回計測自動制御学会九州支部学術講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2022-01-27  

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