2010 Fiscal Year Annual Research Report
可制御領域の比較に基づく非線形制御系の机上検証手法とその車両運動制御系への応用
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21560250
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
堀内 伸一郎 日本大学, 理工学部, 教授 (30181522)
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| Keywords | 機械力学・制御 / 制御系検証 / 車両運動制御 / 最適化 |
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| Research Abstract |
制御系の机上検証問題は,実システムの運用に際しては制御系設計問題と同等,あるいは設計問題以上に重要であるにも関わらず,十分な研究がなされておらず,現場的な経験とシミュレーションに頼っているのが現状である.本研究のねらいはこの問題に対し解析的な検証手法を開発し,車両運動制御系への応用例からその有効性を示すことである.
本研究は最適制御理論に基づいて可制御領域を数値的に求めることが一つのポイントであるため,確実に最適制御入力を求める最適化手法が重要となる.昨年度はマルコフ連鎖モンテカルロ法を応用した確率的な最適化手法について検討を行ったが,本年度は確定的な大域的最適化手法としてDIRECT(DIviding RECTangles)の適用を検討した.この方法は最適化すべき目的関数がリプシッツ連続であると仮定して,探索空間を超直方体に分割してその中から潜在的最適な超直方体を選び,これをさらに分割するという手順を繰り返して探索空間を狭めていく大域的最適化手法である.本研究ではこの手法を最適制御問題に適用し,可制御領域や最悪入力の計算を試みた.その結果,最適化変数が多くなると計算時間が極端に長くなり,実用性に問題があることが分かった.次年度は最終的に適切な最適化手法を決定し,可制御虜域の計算効率を高め,実用的な制御系の机上検証手法を確立する予定である.
制御系の検証手法に関しては従来から検討してきた分岐解析を最悪入力評価と組み合わせた制御系検証手法の車両運動制御系への応用をVehicle System Dynamics誌で発表した.また,制御系の性能が問題になる限界領域の車両運動特性とその解析法について機械の研究誌に寄稿した.
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