区分的非線形モデルによる汎用解析・設計ツールの開発

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18700232
• Research Institution: Tokai University
• Principal Investigator: 谷口 唯成 Tokai University, 総合情報センター, 講師 (70392032)
• Keywords: 区分的リアプノフ関数 / 非線形制御 / ファジィ制御 / 制御 / 安定解析 / モデル化 / シミュレーション / 非線形システム

Research Abstract

研究の目的
本研究課題は非線形システム全般に対する解析・設計を容易に行うツールの開発を目指し,ツール開発のための理論構築を行う.対象システムの解析では,非線形システムを区分的非線形システムで表現したモデルを用い,解析条件を改良することで,計算機負荷の減少を図る.また制御系設計では,より計算機負荷を減少させるために効果的な非線形モデルの構築を行う.加えてモデル化誤差を補償するロバスト性や最適性を考慮した制御器設計法を提案する.提案手法の有効性を検討するために,カオス的な挙動を示すシステムや脳神経回路,産業プラントの制御など,現在,解析・設計が困難な対象に適用する.
本年度の研究実施状況
昨年度提案した区分的非線形モデルの多次元化と制御系設計における計算機負荷の減少手法をいくつかの制御対象に適用したが、従来法以上の制御性能の向上を図ることができなかった。提案手法によるモデルの記述能力が主な原因だと思われる。下記に今後の展開を述べる。
今後の展開
1) モデル化と安定解析
対象システムの状態空間を区分的に分割して非線形モデル化を行う際に、安定解析・制御系設計が容易になるような分割方法を提案し、モデルの記述能力と制御系設計の両方に適したシステムを構成する。
2)設計手法の適用
上記の手法を物理モデルが既知の非線形システムに適用し、コンピュータシミュレーションによる安定解析等の実験を行う。これらの実験を元に制御系設計ツールの開発を行う。また応用として非線形性の高いシステムとして市販されている人型ロボットの制御実験を行う。