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2013 Fiscal Year Final Research Report

Gain Scheduling Control System Design Based on Numerical Optimization via Matrix Expansion and Sum of Squares

Research Project

  • PDF
Project/Area Number 23560545
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Control engineering
Research InstitutionMaizuru National College of Technology

Principal Investigator

KAWATA Masakatsu  舞鶴工業高等専門学校, 電子制御工学科, 教授 (90311042)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) ICHIHARA Hiroyuki  明治大学, 理工学部, 准教授 (70312072)
Project Period (FY) 2011 – 2013
Keywords二乗和多項式 / ディスクリプタ表現 / 行列不等式 / ゲインスケジューリング制御 / 数値最適化
Research Abstract

Firstly, we confirmed that our proposed GS (gain scheduling) control based on SOS (sum of squares) had good performance compared with the SDRE (state-dependent Riccati equation) method through some experiments applied to an ADIP (arm driven inverted pendulum). Secondly, we investigated a GS control system design whose parameter variation region is not a box but a superellipse or two quadratic curves. As a result, performance improvements were illustrated by non-box regions. Thirdly, we investigated the computational methods of estimating the DA (domain of attraction) for the descriptor non-polynomial system. Finally, the DE (Differential Evolution) method were used to get an approximate solution of the nonlinear optimal regulator problem. In proposed method based on the DE, we could design a simple GS controller.

  • Research Products

    (22 results)

All 2013 2012 2011 Other

All Journal Article (11 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (7 results) Book (2 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] A Convex Approach to State Feedback Synthesis for Polynomial Nonlinear Systems with Input Saturation2013

    • Author(s)
      H. Ichihara
    • Journal Title

      SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration

      Volume: Vol.6, No.3 Pages: 186-193

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 制御への道しるべ―倒立振子の概要と制御系設計の流れ2012

    • Author(s)
      川田昌克
    • Journal Title

      システム/制御/情報

      Volume: Vol.56, No.4 Pages: 160-165

  • [Journal Article] 物理法則に基づくモデリング2012

    • Author(s)
      川田昌克
    • Journal Title

      システム/制御/情報

      Volume: Vol.56, No.4 Pages: 166-169

  • [Journal Article] 物理法則に基づくモデリング2012

    • Author(s)
      市原裕之
    • Journal Title

      システム/制御/情報

      Volume: Vol.56, No.4 Pages: 294-297

  • [Journal Article] Sum of Squares Based Input-to-State Stability Analysis of Polynomial H. Ichihara Nonlinear Systems2012

    • Author(s)
      H. Ichihara
    • Journal Title

      SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration

      Volume: Vol.5, No.4 Pages: 218-225

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Gain Scheduling Control of an Arm-Driven Inverted Pendulum Based on Sum of Squares : Comparison with a SDRE Method2011

    • Author(s)
      H. Ichihara and M. Kawata
    • Journal Title

      Proceedings of the 18th IFAC World Congress

      Pages: 9613-9617

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 制御系解析・設計における数値計算/数式ソフトウェアの活用2011

    • Author(s)
      川田昌克
    • Journal Title

      システム/制御/情報

      Volume: Vol.55, No.5 Pages: 159-164

  • [Journal Article] LMIに基づく制御系解析・設計2011

    • Author(s)
      川田昌克,蛯原義雄
    • Journal Title

      システム/制御/情報

      Volume: Vol.55, No.5 Pages: 165-173

  • [Journal Article] 二乗和に基づく制御系解析・設計2011

    • Author(s)
      市原裕之
    • Journal Title

      システム/制御/情報

      Volume: Vol.55, No.5 Pages: 174-180

  • [Journal Article] A Descriptor System Approach to Estimating Domain of Attraction for Non-Polynomial Systems via LMI Optimization2011

    • Author(s)
      H. Ichihara
    • Journal Title

      Proceedings of 2011 American Control Conference

      Pages: 1299-1304

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An SOS-QE Approach to Nonlinear Gain Analysis for Polynomial Dynamical Systems2011

    • Author(s)
      H. Ichihara and H. Anai
    • Volume
      Vol.5, Issue 3
    • Pages
      304-314
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 卒業研究における線形行列不等式に基づく制御系設計の応用事例2013

    • Author(s)
      川田昌克
    • Organizer
      第56回自動制御連合講演会
    • Place of Presentation
      新潟
    • Year and Date
      20131116-17
  • [Presentation] YALMIPを利用したLMI問題の解法2013

    • Author(s)
      市原裕之
    • Organizer
      第56回自動制御連合講演会
    • Place of Presentation
      新潟
    • Year and Date
      20131116-17
  • [Presentation] 進化型計算に基づくアーム型倒立振子の非線形最適レギュレータの設計2013

    • Author(s)
      吉崎亮介,川田昌克,伊藤稔
    • Organizer
      第57回システム制御情報学会研究発表講演会
    • Place of Presentation
      兵庫
    • Year and Date
      20130515-17
  • [Presentation] LEGO MINDSTORMS NXTとMATLAB/Simulinkを利用した制御工学の教育コンテンツの検討―回転型倒立振子を題材として2013

    • Author(s)
      川田昌克
    • Organizer
      第13回計測自動制御学会制御部門大会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      20130305-08
  • [Presentation] 線形パラメータ変動系の吸収領域解析2012

    • Author(s)
      市原裕之,川田昌克
    • Organizer
      第55回自動制御連合講演会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      20121117-18
  • [Presentation] 制御工学教育における倒立振子とLEGO Mindstorms NXTの活用2012

    • Author(s)
      川田昌克
    • Organizer
      第55回自動制御連合講演会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      20121117-18
  • [Presentation] 二乗和に基づくゲインスケジューリング制御系設計におけるパラメータ変動領域について2011

    • Author(s)
      川田昌克,市原裕之
    • Organizer
      第40回制御理論シンポジウム
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2011-09-28
  • [Book] MATLAB/Simulinkと実機で学ぶ制御工学―PID制御から現代制御まで―2013

    • Author(s)
      川田昌克
    • Total Pages
      全286頁
    • Publisher
      TechShare
  • [Book] MATLAB/Simulinkによる現代制御入門2011

    • Author(s)
      川田昌克
    • Total Pages
      全272頁
    • Publisher
      森北出版
  • [Remarks] ①システム制御情報学会学会誌「システム/制御/情報」(Vol.55, No.5, 2011年)における『制御系解析・設計における数値計算/数式処理ソフトウェアの活用』 特集 号サポートページ

    • URL

      http://www.maizuru-ct.ac.jp/control/kawata/iscie/iscie.html

  • [Remarks] ②システム制御情報学会学会誌「システム/制御/情報」(Vol.56, No.4 & 6, 2012年)における『初学者のための図解でわかる制御工学』特集号サポートページ

    • URL

      http://www.maizuru-ct.ac.jp/control/kawata/iscie2/iscie2.html

URL: 

Published: 2015-07-16  

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