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非線形マルチエージェント系の分散・集中型オブザーバ設計法の開発

Research Project

Project/Area Number 22K04165
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 InstitutionThe University of Shiga Prefecture

Principal Investigator

片山 仁志  滋賀県立大学, 工学部, 教授 (20268296)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywords分散・集中型オブザーバ / 非線形マルチエージェント系 / ネットワーク制御 / オブザーバ
Outline of Research at the Start

ネットワーク化社会の制御問題では、通信ネットワークによる多数のプラントの相互作用で構成されるマルチエージェント系に対し、十分な制御性能を持つ分散型・集中型の制御器やオブザーバの設計が重要になる。本研究では、非線形システムの可観測性等の観点から、分散型オブザーバの集合による非線形マルチエージェント系のプラントの集合の分割 (クラスタリング)、その特徴づけ、とクラスタリングに基づく分散・集中型オブザーバの設計法を開発する。また、リチウムイオン充電池へ適用した充電・放電のシミュレーション実験から、開発したオブザーバ設計法の性能評価を行う。

Outline of Annual Research Achievements

ネットワーク化社会の制御問題では、通信ネットワークによる多数のプラントの相互作用で構成されるマルチエージェント系に対し、十分な制御性能を持つ分散型・集中型の制御器やオブザーバの設計が重要になる。本研究では、非線形システムの可観測性等の観点から、分散型オブザーバの集合による非線形マルチエージェント系のプラントの集合の分割 (クラスタリング)、その特徴づけ、とクラスタリングに基づく分散・集中型オブザーバの設計法を開発する。また、モバイルロボットを使用した実機試験から、開発したオブザーバ設計法の性能評価を行う。

R5 年度は、高木-菅野ファジィモデルで近似可能な非線形システムで構成されるマルチエージェント系の状態フィードバック制御器とオブザーバ型出力フィードバック制御器による合意問題・同期問題・フォーメーション制御問題を取り扱った。また、提案するオブザーバと出力フィードバック制御器のモバイルロボットを用いた実機試験による検証のための準備として、2 輪型モバイルロボットと 4 輪型モバイルロボットによる円軌道追従制御を達成する制御器設計, 直線軌道追従と同期制御・フォーメーション制御を達成する制御器設計を行い、実機試験によるそれらの性能評価も行った。

R6 年度は、各エージェント系それぞれにオブザーバを (分散型として) 設計してマルチエージェント系全体を制御し、マルチエージェント系のシステムの性質に基づくクラスタリングとそれに基づく制御器やオブザーバの設計に R4, R5 年度の結果を適用・拡張する予定である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

非線形厳密フィードバック系と高木-菅野ファジィモデルで近似可能な非線形システムで構成されるマルチエージェント系の同期・合意問題とフォーメーション制御問題を取り扱い、各エージェントそれぞれにオブザーバを分散型で設計してマルチエージェント系全体を制御した。また、実機試験面で使用する 2 輪型モバイルロボットと 4 輪型モバイルロボットの円軌道追従制御器設計, 直線軌道追従と同期制御・フォーメーション制御を達成する制御器設計を行い、実機試験によるそれらの性能評価も行った。

Strategy for Future Research Activity

R6 年度は、各エージェントそれぞれにオブザーバを (分散型として) 設計してマルチエージェント系全体を制御し、マルチエージェント系のシステムの性質に基づくクラスタリングとそれに基づく制御器やオブザーバの設計に R4, R5 年度の結果を適用・拡張する予定である。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2024 2023 2022

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

  • [Journal Article] Output Feedback Stabilization of Nonlinear Strict-feedback Networked Control Systems2023

    • Author(s)
      H. Katayama
    • Journal Title

      IFAC PapersOnLine

      Volume: 56 Pages: 9499-9504

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 4リンク平面ロボットアームのサンプル値オブザーバ設計2024

    • Author(s)
      今村友哉, 片山仁志
    • Organizer
      2023年度 計測自動制御学会関西支部・システム制御情報学会シンポジウム
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 4輪車両ロボットの円軌道追従制御2024

    • Author(s)
      林 航平, 片山仁志
    • Organizer
      2023年度 計測自動制御学会関西支部・システム制御情報学会シンポジウム
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 操舵角飽和を持つ 4 輪車両ロボットの円軌道追従制御2024

    • Author(s)
      片山仁志, 林 航平
    • Organizer
      第11回 制御部門マルチシンポジウム
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Synchronization in Networks of Takagi-Sugeno Fuzzy Multi-agent Systems2023

    • Author(s)
      H. Katayama
    • Organizer
      SICE Annual Conference 2023
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 通信ネットワークを考慮したサンプル値全駆動船舶の安定化2023

    • Author(s)
      片山仁志
    • Organizer
      日本機械学会 第18回「運動と振動の制御」シンポジウム (MoViC2021)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 4自由度平面ロボットアームの低次元オブザーバ設計2023

    • Author(s)
      今村友哉, 片山仁志
    • Organizer
      第66回自動制御連合講演会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] ネットワーク厳密フィードバック系の出力フィードバック安定化2023

    • Author(s)
      片山仁志
    • Organizer
      第10回 制御部門マルチシンポジウム
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Discretization of Continuous-time Controllers for Nonlinear Networked Control Systems2022

    • Author(s)
      片山仁志
    • Organizer
      SICE Annual Conference 2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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