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伝搬遅延および持続的外乱に関する制御問題に対する作用素論に基づく解法

研究課題

研究課題/領域番号 14J05353
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 制御・システム工学
研究機関京都大学

研究代表者

金 正勳  京都大学, 工学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
1,940千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 240千円)
2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2014年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード伝播遅延 / むだ時間 / 持続的外乱 / スペクトル半径 / 最適制御 / 伝搬遅延 / L∞誘導ノルム
研究実績の概要

本研究課題における実績については以下のように説明する。

1.伝播遅延が存在する制御システムが安定がどうかを判別する際には、liftingというアイディアのもとで導入されるmonodromy operatorのスペクトル半径を計算することが重要である。ここで本研究は、遅延された信号を表すためによく使われる4つの異なる関数空間を考慮し、それぞれの関数空間から決まる数学的に異なる4つのmonodromy operatorを定義した。さらに、そのmonodromy operatorのスペクトル半径が1未満であることが、伝播遅延を有する制御システムが安定であるための必要十分条件であることを数学的に証明した。この結果を通して、伝播遅延を有する制御システムの安定性が遅延された信号の特徴によらずに一つの方法で判別すつことが可能になった。

2.持続的外乱が制御システムへ及ぼす影響を厳密に解析し、また、その影響を最小化するためには、関する空間L∞上で信号を取り扱う必要がある。すなわち、持続的外乱による制御システムの性能劣化は、L∞誘導ノルムというものによって定量的に評価することが可能である。しかし、L∞誘導ノルムを取り扱うためには、Banach空間という通常のHilbert空間よりもっと複雑であるものを考慮する必要があるので、L∞誘導ノルムに関する研究成果は比較的に少ないところである。ここで本研究では、制御対象と制御機器がすべてアナログとなっている連続時間制御システム、制御対象はアナログであり制御機器はディジタルであるサンプル値制御システムに対して、L∞誘導ノルムを厳密に計算する手法を開発した。さらには、L∞誘導ノルムを最小とするディジタル制御機器の設計方法も与えた。この結果を通して、持続的な外乱に対する影響を最小とする制御機器の設計が可能となり、実在のシステムへ幅広く応用できることになた。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] L1 discretization for sampled-data controller synthesis via piecewise linear approximation2016

    • 著者名/発表者名
      Jung Hoon Kim, Tomomichi Hagiwara
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Automatic Control

      巻: 印刷中 号: 5 ページ: 1143-1157

    • DOI

      10.1109/tac.2015.2452815

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Further results on the L1 analysis of sampled-data systems via kernel approximation approach2016

    • 著者名/発表者名
      Jung Hoon Kim, Tomomichi Hagiwara
    • 雑誌名

      International Journal of Control

      巻: 印刷中 号: 8 ページ: 1684-1697

    • DOI

      10.1080/00207179.2016.1144239

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Computing the L∞-induced norm of linear time-invariant systems via kernel approximation and its comparison with input approximation2015

    • 著者名/発表者名
      Jung Hoon Kim, Tomomichi Hagiwara
    • 雑誌名

      IET Control Theory & Applications

      巻: 9 号: 5 ページ: 700-709

    • DOI

      10.1049/iet-cta.2014.0453

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spectrum of monodromy operator for a time-delay system with application to stability analysis2015

    • 著者名/発表者名
      Jung Hoon Kim, Tomomichi Hagiwara
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Automatic Control

      巻: 60 号: 12 ページ: 3385-3390

    • DOI

      10.1109/tac.2015.2422479

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] L∞-induced norm analysis of sampled-data systems via piecewise constant and linear approximations2015

    • 著者名/発表者名
      Jung Hoon Kim, Tomomichi Hagiwara
    • 雑誌名

      Automatica

      巻: 51 ページ: 223-232

    • DOI

      10.1016/j.automatica.2014.10.102

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Computing the L∞[0,h)-induced norm of a compression operator via fast-lifting2014

    • 著者名/発表者名
      Jung Hoon Kim, Tomomichi Hagiwara
    • 雑誌名

      Systems & Control Letters

      巻: 67 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1016/j.sysconle.2014.01.009

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Computation of the induced norm from L2 to L∞ in SISO sampled-data systems: discretization approach with convergence rate analysis2015

    • 著者名/発表者名
      Jung Hoon Kim, Tomomichi Hagiwara
    • 学会等名
      54th IEEE Conference on Decision and Control
    • 発表場所
      Osaka, Japan
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] L1 analysis of LTI systems via piecewise higher-order approximation2015

    • 著者名/発表者名
      Yongwoo Choi, Jung Hoon Kim, Tomomichi Hagiwara
    • 学会等名
      2015 IEEE Multi-Conference on Systems and Control
    • 発表場所
      Sydney, Australia
    • 年月日
      2015-09-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Kernel approximation approach to the L1 analysis of sampled-data systems2015

    • 著者名/発表者名
      Jung Hoon Kim, Tomomichi Hagiwara
    • 学会等名
      European Control Conference 2015
    • 発表場所
      Linz, Austria
    • 年月日
      2015-07-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Induced norm from L2 to L∞ in SISO sampled-data systems2015

    • 著者名/発表者名
      Jung Hoon Kim, Tomomichi Hagiwara
    • 学会等名
      2015 American Control Conference
    • 発表場所
      Chicago, IL, USA
    • 年月日
      2015-07-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Computing the L∞-induced norm of LTI systems2014

    • 著者名/発表者名
      Jung Hoon Kim, Tomomichi Hagiwara
    • 学会等名
      53rd IEEE Conference on Decision and Control
    • 発表場所
      Los Angeles, California, USA
    • 年月日
      2014-12-15 – 2014-12-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Characterization of the induced norms from L2 to L∞ and from l2 to l∞ and their computations2014

    • 著者名/発表者名
      Jung Hoon Kim, Tomomichi Hagiwara
    • 学会等名
      SICE Annual Conference
    • 発表場所
      Sapporo, Japan
    • 年月日
      2014-09-09 – 2014-09-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] A study on piecewise linear approximation in the L1 optimal control problem of sampled-data systems2014

    • 著者名/発表者名
      Jung Hoon Kim, Tomomichi Hagiwara
    • 学会等名
      21st International Symposium on Mathematical Theory of Networks and Systems
    • 発表場所
      Groningen, The Netherlands
    • 年月日
      2014-07-07 – 2014-07-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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