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フォールトトレラントな人間-機械協調制御システム実現のための基礎研究

Research Project

Project/Area Number 18760188
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Intelligent mechanics/Mechanical systems
Research InstitutionMie University

Principal Investigator

弓場井 一裕  Mie University, 大学院・工学研究科, 助教 (10324542)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Keywords耐故障制御系 / データ駆動型制御器設計 / GIMC構造 / VRFT / FCbT / NCbT / 二自由度制御系
Research Abstract

GIMC (Generalized Interanl Model Control)構造を用いた耐故障制御系の構築について検討し,データ駆動型制御器設計法であるVRFT (Virtual Reference Feedback Tuning)を用いて,実際に観測された入出カデータから直接耐故障制御器の設計を可能にした。また,オンラインでの実装を考慮して,VRFTに逐次最小二乗法を適用することでオンラインでの耐故障制御器の設計を可能にし、シミュレーションおよび実機実験より有効性を確認した。
また、実際に使用する状況を考慮すると,センサで観測された信号に混入する雑音に対して,制御器設計(パラメータ調整)がロバストであることが好ましい。そこで,観測信号に雑音が混入した場合にも良好に制御器設計(調整)が可能なデータ駆動型制御器設計法について検討した。結果として,評価したい信号と,その信号とは無相関な信号との相互相関関数を評価することで雑音に対してロバストな制御器設計が可能となることを利用し,Unfalsified Controlで導入された擬似参照信号を導入することで制御器設計に要する実験回数を大幅に低減したFCbT(Fictitious Reference Feedback Tuning)を提案した。さらに、オンラインでの設計を可能とするために,非線形な最適化問題の線形化について検討した。SISOシステムに関しては容易に線形化が可能であり,MIMOシステムに関しても制御対象の入力の次元と同じ回数のデータ取得実験を行うことで雑音の影響に対してロバストな制御器調整が可能となることを示した。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2008 2007

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (10 results)

  • [Journal Article] FCbTによる2自由度制御器の直接設計と閉ループ同定への応用2008

    • Author(s)
      弓場井一裕, 若山直矢, 平井淳之
    • Journal Title

      電気学会論文誌産業応用部門誌 128(掲載決定)

    • NAID

      10021134537

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] GIMC構造に基づいた耐故障制御系の入出力データからの直接設計2008

    • Author(s)
      作石翼, 弓場井一裕, 平井淳之
    • Journal Title

      電気学会論文誌産業応用部門誌 128(掲載決定)

    • NAID

      10021134511

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 一組の閉ループ実験データによる相関関数を利用した多変数制御器調整2007

    • Author(s)
      若山直矢, 弓場井一裕, 平井淳之
    • Journal Title

      計測自動制御学会論文集 43

      Pages: 391-399

    • NAID

      130003792115

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] GIMC構造に基づいた故障による性能劣化の補償~フレキシブルアームの冗長センサ故障への応用~2007

    • Author(s)
      弓場井一裕, 作石翼, 平井淳之
    • Journal Title

      電気学会論文誌産業応用部門誌 Vol. 127-D, No.8(掲載決定)

    • NAID

      10019521404

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      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 一組の閉ループ実験データによる相関関数を利用した多変数制御器調整2007

    • Author(s)
      若山直矢, 弓場井一裕, 平井淳之
    • Journal Title

      計測自動制御学会論文集 Vol. 43, No. 5(掲載決定)

    • NAID

      130003792115

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      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] NcbTを用いたハードディスク装置のフォロイング制御器の直接設計2008

    • Author(s)
      遠藤広志, 弓場井一裕, 平井淳之
    • Organizer
      電気学会産業計測制御研究会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2008-03-11
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  • [Presentation] NCbTのMIMOシステムへの拡張2007

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      宇佐見秀徳, 弓場井一裕, 平井淳之
    • Organizer
      平成19年三重地区計測制御研究講演会
    • Place of Presentation
      津
    • Year and Date
      2007-12-05
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    • Author(s)
      藪井将太, 弓場井一裕, 平井淳之
    • Organizer
      平成19年三重地区計測制御研究講演会
    • Place of Presentation
      津
    • Year and Date
      2007-12-05
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  • [Presentation] データ駆動型制御器設計によるハードディスクのフォロイング制御2007

    • Author(s)
      遠藤広志, 弓場井一裕, 平井淳之
    • Organizer
      平成19年三重地区計測制御研究講演会
    • Place of Presentation
      津
    • Year and Date
      2007-12-05
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  • [Presentation] 最小二乗法による相互相関関数に基づいた多変数制御器の調整2007

    • Author(s)
      弓場井一裕
    • Organizer
      第50回自動制御連合講演会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2007-11-24
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      藪井将太, 弓場井一裕, 平井淳之
    • Organizer
      平成19年度電気関係学会東海支部連合大会
    • Place of Presentation
      長野
    • Year and Date
      2007-09-28
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  • [Presentation] NCbTによるハードディスク装置のフォロイング制御器の設計2007

    • Author(s)
      遠藤広志, 弓場井一裕, 平井淳之
    • Organizer
      平成19年度電気関係学会東海支部連合大会
    • Place of Presentation
      長野
    • Year and Date
      2007-09-28
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  • [Presentation] Design of Switching Control System by VRFT -Application to Vertical-type One-link Arm-2007

    • Author(s)
      Shota Yabui, Kazuhiro Yubai and Junji Hirai
    • Organizer
      SICE Annual Conference 2007
    • Place of Presentation
      高松
    • Year and Date
      2007-09-17
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] データ駆動型制御器設計法によるフォロイング制御系の設計 〜ベンチマーク問題による検証〜2007

    • Author(s)
      弓場井一裕, 遠藤広志, 平井淳之
    • Organizer
      電気学会産業計測制御研究会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2007-09-14
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] データ駆動型制御器設計のモーションコントロールへの応用 〜耐故障制御器の設計例〜2007

    • Author(s)
      弓場井一裕
    • Organizer
      平成19年電気学会産業応用部門大会
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2007-08-22
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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