2013 Fiscal Year Annual Research Report
サイバーフィジカルシステムにおける制御とスケジューリングの協調設計
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24360164
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
潮 俊光 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (30184998)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
滝本 隆 北九州工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (60581220)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 制御工学 / システム工学 / サイバーフィジカルシステム / ジョブスキッピング / マルチホップネットワーク / クアッドロータヘリ / 人間機械系 |
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| Research Abstract |
以下の４つのサブテーマに分けて研究を推進した．
（１）マルチタスクシステムにおける過負荷を避ける調停器設計：ジョブの受理・廃棄の予測を調停器が制御タスクに通知することで，基本制御アルゴリズムに対して，予測制御型の制御アルゴリズムに変換して制御タスクを設計する方法を提案した．問題を有限区間時変最適化制御問題として定式化し，そのオンライン解法を示した．
（２）衝突回避制御とデータ通信スケジューリングの協調：マルチホップネットワークを用いて複数の制御対象を制御するときに，制御性能を最大にするような各制御器のサンプリング周期とデータ転送スケジュールを同時に計算する方法を開発した．システム全体の制約をＳＡＴで記述し，可能なサンプリング周期の組み合わせに対して効率的に最適解を探索することが可能となった．
（３）操作者支援制御とデータ表示スケジューリングの協調：安全性の度合いを示す安全レベルを各状態に割り当てて，安全レベルの低下をもたらすような操作に対してアラームを鳴らす警報器の設計方法を提案した．アラームを鳴らす基準として現在の状態の安全レベルに基づく基準と最悪安全レベルに基づく基準の二つを提案して，それぞれの基準に基づくアラームの設計アルゴリズムを示した．最悪安全レベルとは，機械の内部で自律的に発生する事象によって到達可能な状態の安全レベルの中で最も悪いレベルのことである．
（４）ヘリコプターを用いた実証実験：指定された複数の位置を経由する最適経路探索とヘリコプターの姿勢制御を行う階層的制御系を実装し，実機実験によりその有効性を確認した．さらに，２機のヘリコプターに対する協調制御を行うネットワーク制御系の作成し，その性能を評価した．
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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
理論研究に関しては年度当初の研究計画通りに遂行することができた．クアッドロータによる実機実験では，室内で行っており，まだＧＰＳを搭載しての屋外での実験まではできなかった．
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| Strategy for Future Research Activity |
理論的研究については，ほぼ当初計画通りに進んでおり，今後も当初計画に沿って研究を遂行する．実機実験については，屋外での実験がどの程度可能であるかを検討しながら，場合によっては，屋内での実験に変更することも視野に入れたい．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
投稿中の学術論文が今年度中に結果が出ず，別刷り料の使用が予定額より少なかった．また．クアッドロータヘリの協調飛行実験を２機で行ったので，実験機材の購入額が予定額を下回った．
研究成果の公表のために学術誌への投稿，学会発表を積極的に行うので，そのために，別刷り料，参加費，出張費に使用する．また，実機実験装置の機能を向上させ，複数台での協調操作の実験を行う．
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Research Products
(11 results)
