2021 Fiscal Year Research-status Report
A design method of H-infinity control law for interval delay systems: application to various responsive systems
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21K04127
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
児島 晃 東京都立大学, システムデザイン研究科, 教授 (80234756)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 区間むだ時間系 / H∞制御 / 線形パラメータ変動システム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
区間むだ時間系は，一定区間のむだ時間を集合的にとらえたシステム表現であり，それらのロバスト性の解析と設計によりエージェントの多様な応答を想定したシステムの構築が可能になる．本研究の目的は，区間むだ時間系に対して保証されるH∞制御性能と対応する制御法を明らかにし，エージェント等の応答多様性を利用する制御系設計法を確立することである．そして，本年度は課題 [A], [B] に対して，以下の結果を導いた．
[A] 区間むだ時間系のH∞制御：１種類のむだ時間をもつ区間むだ時間系に対して，達成可能なH∞ノルムがLMI（線形行列不等式）条件により与えられることを導き，さらに任意のむだ時間変動が許容されるための条件を明らかにした．これらの結果は，区間むだ時間系の条件をむだ時間と独立なパラメータ変動系の条件に帰着させることにより導かれ，パラメータ区間の分割により任意の精度で必要十分条件が検証できることを示したものである．そして，解析する性能の違いは，LMIを表現する決定変数の種類により特徴づけられ，多様なシステムに本手法を適用する基礎が整った．
[B] 需要家等の多様な応答を考慮したスマートグリッドの制御と他分野への展開：需要家群の応答を考慮したスマートグリッドの制御は，エネルギー共有のアシスト制御として定式化できることを見出し，火力機の発電制約とアシスト系の干渉の問題の定式化など本課題に取り組む基礎が整いつつある．また，[A] で導かれた結果を，他分野（移動ロボット群のフォーメーション制御）に適用し，通信遅延の生じるネットワーク系のロバスト化の指標に[A]の成果が適用できることを明らかにした．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
基礎的な課題[A]において，区間むだ時間系のH∞制御性能の解析法が明らかになり，今後より一般的な解析法を導く基礎が整えられた．2022年度開始する課題[B]においては，多様な応答を考慮したスマートグリッドの制御に関する準備をほぼ終えており，本手法の長短を移動ロボット群のフォーメーション制御に応用し，実際的な側面から評価する研究が始められている．
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度得られた結果に基づいて，以下の課題に取り組む．
[A] 2021年度に導かれた区間むだ時間系のH∞制御性能の解析法を一般化し，複数のむだ時間を扱う場合について解析法を導く．そして，複数のむだ時間が独立な場合，整数比をもつ場合など，システムの構造と得られる条件の関係を明らかにする．
[B] 需要家等の多様な応答を考慮したスマートグリッドの負荷周波数制御に着目し，需要家（アシスト）側の応答多様性に着目した系統のロバスト性を評価する．また，移動ロボット群のフォーメーション制御など，機械系の通信遅延と性能の関係を提案法により検討する．
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| Causes of Carryover |
学会・国際会議がオンライン形式で開催されることになり，旅費等の支出が当初の見込みを下回ることになった．他方，当初の応用研究（スマートグリッド）に加えて，マルチエージェント系の通信遅延の解析など，応用面における研究テーマが展開されたので，これらの予算は次年度以降，成果発表に要する経費に加え関連分野の文献・消耗品費等の整備に使用する．
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Research Products
(4 results)
