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論理情報処理を含むハイブリッドコントローラの基本構造と設計

研究課題

研究課題/領域番号 14550438
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 制御工学
研究機関東京工業大学

研究代表者

井村 順一  東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 教授 (50252474)

研究分担者 原 辰次  東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 教授 (80134972)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
4,000千円 (直接経費: 4,000千円)
2004年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2003年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2002年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
キーワードハイブリッドシステム / 制御系設計 / 離散ダイナミクス / 連続ダイナミクス / 区分的アファインシステム / 最適制御 / 安定性 / 混合整数計画問題 / サンプル値
研究概要

本研究では,論理情報を含むハイブリッドシステムに対して,well-posedness解析や安定性・可制御性解析,最適制御など,制御系設計のための基礎理論の構築を目指した.主な研究成果はつぎのとおりである.
1.モデリング:離散事象を,衝突などの不連続な物理現象によって生じる物理的離散事象と,コンピュータプログラムなどによって実現される論理的離散事象の2つのカテゴリに分け,特に論理的離散事象を記述するハイブリッドシステムモデルとして,サンプル値区分的アファインシステムモデルを提案した.
2.well-posedness解析,安定性解析,可制御性解析:区分的アファインシステムや線形相補性システムのWell-posednessの定義,それを解析するための基礎理論,およびwell-posedness条件を導出した.また,制御系設計における最も重要な安定性の解析手法として,システムの極に基づく新しいアプローチを展開し,区分的アファインシステムに対して,安定性の必要十分条件などを導出した.可制御解析に対しても確率的手法を提案し,これまで確定的な手法では解析できなかった大規模な区分的アファインシステムの可制御性解析に成功した.
3.最適制御:サンプル値区分的アファインシステムの最適制御問題の解法を示し,ハイブリッドコントローラの基本構造の一つの捕え方を提案した,この手法をCPUの高速・省電力化制御に適用し,同定実験により得たモデルを用いて,本手法の有効性を数値シミュレーションにより確認した.また,帰着される混合整数最適化問題に対する効率的な解法も提案した.
以上,本研究では,ハイブリッドシステムの制御系設計に対する基礎理論を構築し,整備してきた.今後は,本研究成果を踏まえて,ハイブリッドシステムの制御系設計の実用化に向けた研究を継続する予定である.

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2004 2003 2002 その他

すべて 雑誌論文 (25件) 文献書誌 (7件)

  • [雑誌論文] Optimal control of sampled-data piecewise affine systems2004

    • 著者名/発表者名
      J.Imura
    • 雑誌名

      Automatica 40-4

      ページ: 661-669

    • NAID

      130006959019

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] サンプル値/離散時間区分的アファインシステムの確率的可制御性解析2004

    • 著者名/発表者名
      東俊一, 井村順一
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集 40-7

      ページ: 703-712

    • NAID

      10013328971

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Optimal control of sampled-data piecewise affine systems2004

    • 著者名/発表者名
      J.Imura
    • 雑誌名

      Automatica Vol.40, No.4

      ページ: 661-669

    • NAID

      130006959019

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Probabilistic Controllability Analysis of sampled-data/discrete-time piecewise affine systems2004

    • 著者名/発表者名
      S.Azuma, J.Imura
    • 雑誌名

      Transactions of the Society of Instrument and Control Engineers Vol.40, No.4

      ページ: 703-712

    • NAID

      10013328971

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Optimal control of sampled-data piecewise affine systems2004

    • 著者名/発表者名
      J.Imura
    • 雑誌名

      Automatica 40・4

      ページ: 661-669

    • NAID

      130006959019

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Probabilistic controllability analysis of sampled-data/discrete-time piecewise affine systems2004

    • 著者名/発表者名
      S.Azuma, J.Imura
    • 雑誌名

      American Control Conference

      ページ: 2528-2533

    • NAID

      10013328971

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] A new probabilisticis approach on controllability/reachability analysis of hybrid systems2004

    • 著者名/発表者名
      S.Azuma, J.Imura
    • 雑誌名

      IEEE Conference on Decision and Control

      ページ: 485-490

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] An efficient algorithm for optimal control of hybrid dynamical systems utilizing mode transition rule2004

    • 著者名/発表者名
      M.Ishikawa, T.Seki, J.Imura, S.Hara
    • 雑誌名

      IEEE Conference on Decision and Control

      ページ: 1866-1871

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Stability tests based on eigenvalue loci for bimodal piecewise linear systems2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Iwatani, S.Hara
    • 雑誌名

      American Control Conference

      ページ: 1879-1884

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] サンプル値区分的アファインシステムの可制御性2003

    • 著者名/発表者名
      東俊一, 井村順一
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集 39-5

      ページ: 469-478

    • NAID

      80015945875

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] サンプル値区分的アファインシステムの最適制御とCPUの高速・省電力化制御への応用2003

    • 著者名/発表者名
      東俊一, 井村順一
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集 39-10

      ページ: 933-941

    • NAID

      10011680980

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 固有値に着目した2モード区分的線形システムの安定解2003

    • 著者名/発表者名
      岩谷靖, 原辰次
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集 39-11

      ページ: 1048-1053

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Well-posedness analysis of switch-driven piecewice affine systems2003

    • 著者名/発表者名
      J.Imura
    • 雑誌名

      IEEE Trans.on Automatic Control 48-11

      ページ: 1926-1935

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Discussion on : "Switched integrator control schemes for integrating plants"2003

    • 著者名/発表者名
      J.Imura
    • 雑誌名

      European Journal of Control 9-6

      ページ: 563-565

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] ハイブリッドシステムの制御における未解決問題2003

    • 著者名/発表者名
      井村順一
    • 雑誌名

      計測と制御 42-2

      ページ: 113-119

    • NAID

      80015783583

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] ハイブリッドシステムの制御-今世紀の新しいシステム理論を目指して2003

    • 著者名/発表者名
      井村順一
    • 雑誌名

      計測と制御 42-4

      ページ: 308-309

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Controllability of sampled-data piecewise affine systems2003

    • 著者名/発表者名
      S.Azuma, J.Imura
    • 雑誌名

      Transactions of the Society of Instrument and Control Engineers Vol.39, No.5

      ページ: 469-478

    • NAID

      80015945875

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Optimal control of sampled-data piecewise affine systems and its application to CPU control2003

    • 著者名/発表者名
      S.Azuma, J.Imura
    • 雑誌名

      Transactions of the Society of Instrument and Control Engineers Vol.39, No.10

      ページ: 933-941

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Stability analysis of bimodal piecewise linear systems via its eigenvalues2003

    • 著者名/発表者名
      Y.Iwatani, S.Kara
    • 雑誌名

      Transactions of the Society of Instrument and Control Engineers Vol.39, No.11

      ページ: 1048-1053

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Well-posedness analysis of switch-driven piecewise affine systems2003

    • 著者名/発表者名
      J.Imura
    • 雑誌名

      IEEE Trans, on Automatic Control Vol.48, No.11

      ページ: 1926-1935

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Discussion on : "Switched integrator control schemes for integrating plants"2003

    • 著者名/発表者名
      J.Imura
    • 雑誌名

      European Journal of Control Vol.9, No.6

      ページ: 563-565

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Open problems of control of hybrid systems2003

    • 著者名/発表者名
      J.Imura
    • 雑誌名

      Instrument and Control Vol.42, No.2

      ページ: 113-119

    • NAID

      80015783583

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Control of hybrid systems, toward to the new system theory2003

    • 著者名/発表者名
      J.Imura
    • 雑誌名

      Instrument and Control Vol.42, No.4

      ページ: 308-309

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 相補性システム表現を持つフィードバック制御系~--well-posedness解析と非ホロノミック系の切替制御2002

    • 著者名/発表者名
      岩谷靖, 石川将人, 原辰次
    • 雑誌名

      システム制御情報学会論文誌 15-5

      ページ: 238-245

    • NAID

      10008469615

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Feedback control systems composed of complementarity system reprentation-well-posedness analysis and switching control of nonholonomic systems2002

    • 著者名/発表者名
      Y.Iwatani, M.Ishikawa, S.Kara
    • 雑誌名

      Transactions of the Institute of Systems, Control and Information Engineers Vol.15, No.5

      ページ: 238-245

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 東俊一, 井村順一: "サンプル値区分的アファインシステムの最適制御とCPUの高速・省電力化制御への応用"計測自動制御学会論文集. 39・10. 933-941 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Jun-ichi Imura: "Well-posedness analysis of switch-driven hybrid systems"IEEE Trans.on Automatic Control. 48・11. 1926-1935 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Sun-ichi Azuma, Jun-ichi Imura: "Controllability of sampled-data piecewise affine systems"Proc.of IFAC Conference on Analysis and Design of Hybrid Systems. 194-134 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Sun-ichi Azuma, Jun-ichi Imura: "Optimal control of sampled-data piecewise affine systems and its application to CPU processing control"IEEE Conference on Decision and Control. 161-166 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Jun-ichi Imura: "Optimal Continuous-Time Control of Sampled-Data Piecewise Affine Systemes"To appear In American Control Conference. (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 国兼剛, 井村順一, 佐伯正美: "区分的アファインシステムのシミュレータの開発"システム制御情報学会誌. 16・5(掲載予定). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 東俊一, 井村順一: "サンプル値区分的アファインシステムの可制御性"計測自動制御学会論文集. 39・5(掲載予定). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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