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Control theory for liquid dynamics based on approximate infinite-dimensional models

Research Project

Project/Area Number 18K04195
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 21040:Control and system engineering-related
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

Tsubakino Daisuke  名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (00612813)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywordsシステム制御理論 / スロッシング / 分布定数系 / ODE-PDE カスケードシステム / フォワーディング / 制御工学 / スロッシング制御 / PDE フォワーディング / 逆最適設計 / PDE-ODE カスケードシステム / フォワーディング設計 / PDE-ODE カスケードモデル / 近似偏微分方程式モデル / 分布定数系制御 / 制御理論 / 安定化 / 液体振動
Outline of Final Research Achievements

This study is aimed at establishing framework of control systems design for liquid sloshing in a tank based on approximate infinite dimensional model. In particular, we deal with feedback control problems for both the displacement of a tank and dynamic behavior of liquid contained in the tank, and problems of estimating free surface distribution. We have proposed a constructive design method for feedback control laws and observers with observation at the wall.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

主にマルチコプタ型ドローンや小型の無人車両ロボット技術が発展し,配送サービスや災害時の物資輸送,火災の消化活動など,自律移動体による自動配送の実現が現実のものとなっている.このような場合,液体を運ぶ需要は必然的に発生する.本研究は液体を搬送する際に,容器内で液体が振動する現象であるスロッシングを考慮しながら安全に搬送するための運動制御技術を提案するものとなっている.制御工学分野における学術的な視点からは,偏微分方程式と常微分方程式でモデル化されるシステムを同時に制御する問題に対して,新規性の高い制御系設計手法を提案するものとなっている.

Report

(6 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2022 2021 2020 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (2 results) (of which Open Access: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] State University of Rio de Janeiro(ブラジル)

    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Int'l Joint Research] University of California, San Diego(米国)

    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Journal Article] Constructive Method to Design Control Laws for ODE-PDE Cascade Systems2021

    • Author(s)
      椿野大輔
    • Journal Title

      SYSTEMS, CONTROL AND INFORMATION

      Volume: 65 Issue: 8 Pages: 317-323

    • DOI

      10.11509/isciesci.65.8_317

    • NAID

      130008159851

    • ISSN
      0916-1600, 2424-1806
    • Year and Date
      2021-08-15
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Open Access
  • [Journal Article] Forwarding Design for a Cascade of Strictly Upper Triangular Linear Ordinary Differential Equations and a Parabolic Partial Differential Equation2021

    • Author(s)
      椿野大輔
    • Journal Title

      Transactions of the Society of Instrument and Control Engineers

      Volume: 57 Issue: 2 Pages: 92-100

    • DOI

      10.9746/sicetr.57.92

    • NAID

      130007988034

    • ISSN
      0453-4654, 1883-8189
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Stabilization of a wave equation and a scalar ODE by a single input2022

    • Author(s)
      Daisuke Tsubakino
    • Organizer
      The 13th Asian Control Conference
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 非線形スカラ常微分方程式と波動方程式の逆最適安定化と液面振動制御への応用2022

    • Author(s)
      椿野大輔
    • Organizer
      第65回自動制御連合講演会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 観測遅れが存在する線形時不変システムに対する状態変換を用いたオブザーバ設計における双対性について2022

    • Author(s)
      椿野大輔
    • Organizer
      第9回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 線形化 shallow water 方程式に基づく2次元矩形容器内液体振動のフィードバック制御2021

    • Author(s)
      椿野大輔
    • Organizer
      第64回自動制御連合講演会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 積分型フィードバックによる波動方程式と線形スカラ方程式の単入力安定化2021

    • Author(s)
      椿野大輔
    • Organizer
      第8回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム (MSCS2021)
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 流体現象の制御と観測:機械学習の援用から理論的な制御系設計まで2021

    • Author(s)
      椿野大輔
    • Organizer
      日本鉄鋼協会 計測・制御・システム分野における産学若手交流セミナー
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] スロッシング制御に向けた波動方程式とスカラ方程式の単一入力による漸近安定化2020

    • Author(s)
      椿野大輔
    • Organizer
      第21回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会 (SI2020)
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 近似モデルに基づく円筒容器内低次モードスロッシングの境界観測オブザーバ設計2020

    • Author(s)
      新實大河・椿野大輔
    • Organizer
      SICE中部支部シンポジウム&若手研究発表会2020
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 線形常微分方程式系と熱方程式のカスケード系に対するフォワーディング法2020

    • Author(s)
      椿野大輔
    • Organizer
      第64回システム制御情報学会研究発表講演会 (SCI’20)
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Extremum Seeking under Distributed Input Delay2020

    • Author(s)
      Daisuke Tsubakino, Tiago Roux Oliveira, Miroslav Krstic
    • Organizer
      21st IFAC World Congress, 2020
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 熱方程式を含む線形カスケード系に対する フォワーディング制御器設計2020

    • Author(s)
      椿野大輔
    • Organizer
      第7回 制御部門マルチシンポジウム (MSCS 2020)
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 非線形制御の使い所:UAV 制御と液面振動制御を例題に2019

    • Author(s)
      椿野大輔
    • Organizer
      第62回自動制御連合講演会(ワークショップ:制御理論の最前線とその応用)
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 限界を知ることから始める制御理論のフレキシブルな応用法2018

    • Author(s)
      椿野大輔
    • Organizer
      第19回システムインテグレーション部門講演会 (SI2018)
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 近似モデルに基づく燃料タンク内スロッシングの境界観測オブザーバ設計2018

    • Author(s)
      伊藤徳哉,椿野大輔,藤本圭一郎
    • Organizer
      第62回宇宙科学技術連合講演会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] On Feedback Controller Design for Fluid Flows Based on Approximation2018

    • Author(s)
      Daisuke Tsubakino, Yasuo Sasaki, Naruya Ito
    • Organizer
      第50回流体力学講演会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Remarks] 研究内容に関する web ページ

    • URL

      http://jupiter.nuae.nagoya-u.ac.jp/research.html

    • Related Report
      2018 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2024-01-30  

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