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2013 Fiscal Year Annual Research Report

一般化半凹関数に基づく非線形制御工学の確立

Research Project

Project/Area Number 23360185
Research InstitutionTokyo University of Science

Principal Investigator

中村 文一  東京理科大学, 理工学部, 講師 (70362837)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 伊藤 博  九州工業大学, その他の研究科, 教授 (70274561)
山下 裕  北海道大学, 情報科学研究科, 教授 (90210426)
Project Period (FY) 2011-04-01 – 2014-03-31
Keywords制御工学 / 制御理論 / 非線形制御
Research Abstract

多様体上において大域的な漸近安定化を実現する連続な静的フィードバック制御則は存在せず、微分可能な大域的ISS-Lyapunov関数も存在しない。そのため多様体上における入力状態安定化は難しい問題であった。本年度は前年度に提案した局所半凹ISS制御Lyapunov関数を使った入力状態安定化のための不連続制御則を提案した。
局所半凹制御Lyapunov関数の抱える問題点の一つとして、状態が微分不可能集合上を移動することによる入力のチャタリングが挙げられる。本年度は局所半凹制御Lyapunov関数に対し、Jurdgjevic-Quinn型の制御則を用いた際に状態が微分不可能集合上を移動することはないことを示した。また、この結果を用いて局所半凹適応制御Lyapunov関数を使った適応制御則を提案した。剛体の姿勢制御問題に対する適応制御則を提案した。
昨年度までに提案した埋込永久磁石同期電動機に対する制御Lyapunov関数を使った動的銅損最小化制御を実機に適用し、有効性を確認した。また、適応動的銅損最小化制御を提案した。
動的拡大は平面内における垂直離着陸飛行機に対する有力な制御則設計法として知られている。本年度は最小射影法によって動的拡大により得られた動的な制御Lyapunov関数から静的な制御Lyapunov関数を設計し、垂直離着陸飛行機の位置制御問題に対する逆最適制御則を提案した。また、設計した制御Lyapunov関数が微分可能であることも明らかにした。さらに、動的拡大を用いることにより動的拡大によって設計した制御則よりも、提案法のほうが動作領域が広いことを明らかにした。

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (27 results)

All 2014 2013

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (26 results)

  • [Journal Article] Asymptotic stabilization with locally semiconcave control Lyapunov functions on general manifolds2013

    • Author(s)
      Hisakazu Nakamura, Takayuki Tsuzuki, Yoshiro Fukui, Nami Nakamura
    • Journal Title

      Systems & Control Letters

      Volume: vol. 62, no. 10 Pages: 902-909

    • DOI

      10.1016/j.sysconle.2013.06.015

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Discontinuous control of nonlinear systems with convex input constraint via locally semiconcave control Lyapunov functions2014

    • Author(s)
      Yasuyuki Sato, Hisakazu Nakamura
    • Organizer
      19th IFAC World Congress
    • Place of Presentation
      Cape Town, South Africa
    • Year and Date
      20140824-20140829
  • [Presentation] 最小射影法を使ったPVTOL飛行システムに対する静的状態フィードバック制御2014

    • Author(s)
      久我 創紀,中村 文一,山下 裕
    • Organizer
      第1回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム
    • Place of Presentation
      調布
    • Year and Date
      20140304-20140307
  • [Presentation] 局所半凹適応制御Lyapunov関数を用いた非線形適応制御系設計2014

    • Author(s)
      佐藤 康之,中村 文一
    • Organizer
      第1回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム
    • Place of Presentation
      調布
    • Year and Date
      20140304-20140307
  • [Presentation] 凹制御Lyapunov関数を用いた積分バックステッピング法による漸近安定化制御2014

    • Author(s)
      松本 諒,木村 駿介,中村 文一
    • Organizer
      第1回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム
    • Place of Presentation
      調布
    • Year and Date
      20140304-20140307
  • [Presentation] 同次有限時間整定PID制御法における整定時間設計法2014

    • Author(s)
      蛭間 慧伍,松尾 祐太,木村 駿介,中村 文一
    • Organizer
      第1回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム
    • Place of Presentation
      調布
    • Year and Date
      20140304-20140307
  • [Presentation] 同次有限時間整定PID制御を用いたロボットマニピュレータの位置決め制御2014

    • Author(s)
      坂井 雄飛,兼久 龍太郎,中村 文一
    • Organizer
      第1回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム
    • Place of Presentation
      調布
    • Year and Date
      20140304-20140307
  • [Presentation] 有限時間整定P-PI制御を用いた冗長自由度を持つロボットマニピュレータの手先位置制御2014

    • Author(s)
      黒瀬 雄太,兼久 龍太郎,中村 文一
    • Organizer
      第1回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム
    • Place of Presentation
      調布
    • Year and Date
      20140304-20140307
  • [Presentation] 有限時間整定P-PI制御によるマニピュレータの手先位置精度の調査2014

    • Author(s)
      兼久 龍太郎,中村 文一
    • Organizer
      第1回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム
    • Place of Presentation
      調布
    • Year and Date
      20140304-20140307
  • [Presentation] 局所半凹確率制御Lyapunov関数を使った非線形システムの確率安定化2014

    • Author(s)
      中村 文一,西村 悠樹
    • Organizer
      第1回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム
    • Place of Presentation
      調布
    • Year and Date
      20140304-20140307
  • [Presentation] ヒステリシス付き入力切換による同次スライディングモード制御2014

    • Author(s)
      野中 涼, 山下 裕
    • Organizer
      第1回制御部門マルチシンポジウム
    • Place of Presentation
      調布
    • Year and Date
      2014-03-07
  • [Presentation] 動的な銅損最小化を考慮した埋込型永久磁石同期電動機に対する適応制御2014

    • Author(s)
      青木 成憲, 中村 文一
    • Organizer
      第1回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム
    • Place of Presentation
      調布
    • Year and Date
      2014-03-05
  • [Presentation] Stability and stabilization of homogeneous stochastic systems2013

    • Author(s)
      Kenta Hoshino, Yuh Yamashita, Yuki Nishimura, Daisuke Tsubakino
    • Organizer
      52nd IEEE Conference on Decision and Control
    • Place of Presentation
      Florence, Italy
    • Year and Date
      20131210-20131213
  • [Presentation] Construction of Lyapunov functionals for coupled differential and continuous time difference equations2013

    • Author(s)
      Frederic Mazenc, Hiroshi Ito, Pierdomenico Pepe
    • Organizer
      52nd IEEE Conference on Decision and Control
    • Place of Presentation
      Florence, Italy
    • Year and Date
      20131210-20131213
  • [Presentation] 有限時間整定PI-PI制御による埋込磁石同期電動機の角速度制御2013

    • Author(s)
      藤本 大悟,青木 成憲,中村 文一
    • Organizer
      第56回自動制御連合講演会
    • Place of Presentation
      新潟
    • Year and Date
      20131116-20131117
  • [Presentation] IPMSMの動的な銅損最小化を考慮した非線形制御法の実機実験による検証2013

    • Author(s)
      中林 拓也,青木 成憲,中村 典隆,中村 文一
    • Organizer
      第56回自動制御連合講演会
    • Place of Presentation
      新潟
    • Year and Date
      20131116-20131117
  • [Presentation] 最小射影法による剛体姿勢の適応制御2013

    • Author(s)
      畑山 誉,中村 文一
    • Organizer
      第56回自動制御連合講演会
    • Place of Presentation
      新潟
    • Year and Date
      20131116-20131117
  • [Presentation] 最小射影法を使ったPVTOL飛行システムに対する制御リアプノフ関数設計2013

    • Author(s)
      久我 創紀,中村 文一
    • Organizer
      第56回自動制御連合講演会
    • Place of Presentation
      新潟
    • Year and Date
      20131116-20131117
  • [Presentation] 局所半凹制御Lyapunov関数による凸入力制約を考慮した非線形制御系設計2013

    • Author(s)
      佐藤 康之,中村 文一,木村 駿介
    • Organizer
      第56回自動制御連合講演会
    • Place of Presentation
      新潟
    • Year and Date
      20131116-20131117
  • [Presentation] Jurdjevic-Quinn制御則は半凹制御Lyapunov関数のエッジを滑らない2013

    • Author(s)
      中村 文一,畑山 誉
    • Organizer
      第56回自動制御連合講演会
    • Place of Presentation
      新潟
    • Year and Date
      20131116-20131117
  • [Presentation] 動的補償を用いた非線形近似最適レギュレータ2013

    • Author(s)
      野村和也, 山下裕, 椿野大輔
    • Organizer
      第56回自動制御連合講演会
    • Place of Presentation
      新潟
    • Year and Date
      20131116-20131117
  • [Presentation] Homogeneous integral finite-time control and its appication to robot control2013

    • Author(s)
      Hisakazu Nakamura
    • Organizer
      SICE Annual Conference 2013
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      20130914-20130917
  • [Presentation] Speed control of ultrasonic motors using finite-time PI controller and Levant's exact differentiator2013

    • Author(s)
      Yuuta Kinoshita, Hisakazu Nakamura
    • Organizer
      SICE Annual Conference 2013
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      20130914-20130917
  • [Presentation] Simultaneous Estimation of Vehicle Sideslip Angle and Tire-Road Friction Coefficient2013

    • Author(s)
      Momoko Yoshida, Yuh Yamashita
    • Organizer
      SICE Annual Conference 2013
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      20130914-20130917
  • [Presentation] Positive definiteness of generalized homogeneous functions2013

    • Author(s)
      Hisakazu Nakamura, Nami Nakamura
    • Organizer
      9th IFAC Symposium on Nonlinear Control Systems
    • Place of Presentation
      Toulouse, France
    • Year and Date
      20130904-20130906
  • [Presentation] Control of two-wheeled mobile robot via homogeneous semiconcave control Lyapunov function2013

    • Author(s)
      Shunsuke Kimura, Hisakazu Nakamura, Yuh Yamashita
    • Organizer
      9th IFAC Symposium on Nonlinear Control Systems
    • Place of Presentation
      Toulouse, France
    • Year and Date
      20130904-20130906
  • [Presentation] Constructive design method of stochastic continuous feedback laws for stabilization of deterministic nonlinear systems2013

    • Author(s)
      Kenta Hoshino, Yuki Nishimura, Yuh Yamashita, Daisuke Tsubakino
    • Organizer
      2013 American Control Conference
    • Place of Presentation
      Washington, DC
    • Year and Date
      20130617-20130619

URL: 

Published: 2015-05-28  

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