Construction of a Next-Generation Control Theory Driven by Highly-Complex Signals
| Project/Area Number |
20H02171
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
|
| Allocation Type | Single-year Grants |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 21040:Control and system engineering-related
|
|---|
| Research Institution | Kagoshima University |
|---|
Principal Investigator |
西村 悠樹 鹿児島大学, 理工学域工学系, 准教授 (20549018)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 訓志 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (60533643)
中村 文一 東京理科大学, 理工学部電気電子情報工学科, 教授 (70362837)
星野 健太 京都大学, 情報学研究科, 助教 (10737498)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
|
|---|
| Keywords | 非線形制御 / 確率制御 / 最適制御 / 不連続制御 / ラフパス解析 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
政府の「未来投資戦略2018」で求められている次世代モビリティや航空宇宙産業の理論的支柱であるシステム制御理論において，システムが持つ非線形性・不規則性・不連続性・高周波振動性等の複雑な性質を解析し制御設計に役立てる必要がある。本研究課題では，これら複雑な性質を高度複雑信号（ラフ信号）と捉え，その統一表現である非線形ラフシステムに基づく制御理論を提唱する。また，当該理論を電気系・ドローン・宇宙機の制御問題などに応用する。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
政府の「未来投資戦略2018」で求められている次世代モビリティや航空宇宙産業の理論的支柱であるシステム制御理論において，システムが持つ非線形性・不規則性・不連続性・高周波振動性等の複雑な性質を解析し制御設計に役立てる必要がある。本研究課題では，これら複雑な性質を高度複雑信号（ラフ信号）と捉え，その統一表現である非線形ラフシステムに基づく制御理論を提唱する。また，当該理論を電気系・ドローン・宇宙機の制御問題などに応用する。
2022年度は3年目であったが，1，2年目に引き続き本研究課題の根幹部分について理論構築するとともに，実験環境を整備した。具体的には以下を実施した。
まず，理論面において，近年の制御分野におけるホットトピックの一つである安全制御をラフシステムに適用するための前準備として，確率システムにおける制御バリア関数理論の根幹部分について検討し，既存の結果よりもシンプルな理論化が可能であることを示した。次に，応用面において，得られた確率制御バリア関数理論に基づく制御設計を二輪車両ロボットで実験し，その効果を確認した。これは本研究課題の目的であるラフ制御に糸口を見いだせる結果である。また，超音波モータのラフ制御化のための確率有限時間整定制御のためのサーボ制御実験を実施し，その有効性を確認した。そのほか，ラフ制御をするために有用と考えられる応用研究として，非線形制御理論に基づく船舶の確率軌道追従制御，非線形確率制御理論に基づくクアッドコプタの最適姿勢制御や宇宙機の姿勢制御などについて引き続き検討を続けた。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
理論研究のための環境整備を引き続き進めた。特に，昨年度に引き続き，確率システム制御理論からラフシステム制御理論に昇華させるための理論的考察を引き続き行った。ラフパス解析に関する書籍も充実してきたため，次年度にはもう少し明確に体系化の礎が築けそうであるが，本年度はまだ成果に至らなかった。また，実験研究のための機材は概ねセットアップを終え，超音波モータ・電動車椅子・車両ロボットの成果を学会発表において示すことができた．実験環境整備自体は，更によくなるよう引き続き整理中である。
|
| Strategy for Future Research Activity |
理論研究においては，ラフ制御理論の体系化の礎を引き続き追う。特に，制御信号のラフ信号としての分類をより明確に行い，制御理論に適したラフシステムを導きたい。また，電動車椅子をラフ制御により緊急回避等のヒューマンアシスト制御を構築したい。そのほか，確率システムからラフシステムへと昇華する道のりをよりはっきりとさせ，各種の成果を学会発表・論文発表を多く行いたい。
|
Report
(3 results)
Research Products
(27 results)
