2012 Fiscal Year Annual Research Report
状態ジャンプ系変換を用いた非線形系の制御に関する研究
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22360167
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
山下 裕 北海道大学, 情報科学研究科, 教授 (90210426)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中村 文一 東京理科大学, 理工学部, 講師 (70362837)
西田 豪 京都大学, 情報学研究科, 研究員 (80435669)
西村 悠樹 鹿児島大学, 理工学研究科, 准教授 (20549018)
都築 卓有規 島根大学, 総合理工学研究科(研究院), 助教 (90452549)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | 非線形制御 / 状態ジャンプ系 / 制御リアプノフ関数 / 切り替え制御 / フォーメーション制御 / 障害物回避 |
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| Research Abstract |
・昨年度までに開発した状態制約を持つ場合の多数の制御リアプノフ関数を張り合わせる方法の利点として、目標点を容易に変更可能である利点がある。その利点を活用した積分器を含む新たなサーボ系の構成法を明らかにし、その理論的な安定性の証明を行った。
・昨年度までの成果で、4輪移動ロボットの障害物回避問題に関して、前進用・後進用の複数の制御リアプノフ関数の間をジャンプさせることで、切り返しを行いつつ自動的に障害物を回避し目標点に向かう方法を開発していた。本年度は、バックステッピングで車両方向ダイナミクスに拡張する際の入力制約問題を、切り返し制御と組み合わせる形で解決し、また、障害物との距離を車両中心からに変更することで、性能を向上させた。また、小型移動ロボットによる実験においては、ほとんどすべての初期値に対して(位置センサーの範囲からはみ出さないかぎり)、狭隘な経路を切り返しをしつつ抜けて目標位置に到達することができた。
・昨年度までの研究で、フォーメーション走行問題に対し、複数の空間の張り合わせをしてジャンプさせることで、グローバルなフォーメーション構成を実現した。本年度は、任意の数の移動ロボットに対し、リーダー追従のフォーメーション制御を行う方法を提案した。そこでは、制約付きサポートベクタマシンを使って経路を割り出し、その経路に沿った局所的制御リアプノフ関数を構成したうえで、複数の制御リアプノフ関数間をジャンプさせる方法を示した。
・有限時間安定なスライディングモード制御系に対し、チャタリングを原点近傍以外で減少させるような、ヒステリシスを持つ制御系を構成した。そこでは状態空間を拡張し、特異摂動系で2つの制約面間を繰り返しジャンプして、切り返し回数を原点近傍を除き減少させた。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(21 results)
