センサ・駆動系故障に極めて頑健な非ホロノミック機構と並列分散制御に関する研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12750209
• Research Institution: The University of Electro-Communications
• Principal Investigator: 田中 一男 電気通信大学, 電気通信学部, 助教授 (00227125)
• Keywords: センサ・駆動系故障 / 並列分散制御 / 線形行列不等式 / ロボット / スケジューリングパラメータ

Research Abstract

(1)ロボット機構の改良
昨年度に作成したロボットの機構の改良を行った。とくに、駆動系の部分の改良を行い、その制御性能の向上に役立てた。
(2)センサ・駆動系故障に頑健な制御系の設計
昨年度に設計した制御系では、センサ・駆動系故障に対する考慮を全くしていなかった。そこで、本年度はセンサ・駆動系故障、または、センサ・駆動系の誤動作を想定し、これらに対してなるべく安定性が損なわれないような制御系を構成した。具体的には、各駆動部に対するモデル化を行い、駆動部故障に対するマルチモデルのクラスを作成する。このクラスに対して、昨年度に導出したLMI条件を可解とするフィードバックゲインを求める。システムが複雑になると、可解領域が全く存在しないことも考えられる。そこで、いくつかの制御性能条件を外したり、また緩めたりという操作を巧みに行うことによって、可解領域を確保することも行った。さらに、センサ・駆動系故障、または、センサ・駆動系の誤動作に対する影響度合いを定量的に評価する方法を考案し、その影響度合いを最小化するような設計アルゴリズムを開発することにも成功した。本アルゴリズムによって設計された制御系の有効性をシミュレーション実験により検証した。
(3)実機実験による検証
(2)で設計したセンサ・駆動系故障に頑健な制御系の有効性をロボットの実機実験により検証した。とくに、昨年度に設計した制御系と(2)で設計した制御系を比較することにより、センサ・駆動系故障を考慮した設計手法の頑健性を明らかにした。

Research Products

• [Publications] K.Tanaka: "Fuzzy Control of Nouliueac. Time-Delay Systems"2001 American Control Contereuce. 4771-4777 (2001)
• [Publications] K.Tanaka: "A Fuzzy Lyaprucv Approack to Fuzzy Contvcl Systen Design"2001 American Control Contereuce. 4790-4795 (2001)
• [Publications] K.Tanaka: "Fuzzy Modeling via Sector Nonlirewity Comcept"9^<th> IFSA World Congress. 127-132 (2001)
• [Publications] K.Tanaka: "Nonlineav Rule Reduction and Robust Contool"9^<th> IFSA World Congress. 2050-2055 (2001)
• [Publications] K.Tanaka: "Stahle Control for RIC Helicopter"9^<th> IFSA World Congress. 2056-2061 (2001)
• [Publications] K.Tanaka: "New Pavallel Distributed Compersation using Time Derivertive of Membership Functions"40^<th> IEEE Confereuce on Decision and Control. 3942-3947 (2001)