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実用化を目指したネットワーク化制御における制御性能とデータ量子化の同時最適制御

研究課題

研究課題/領域番号 15K05889
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 知能機械学・機械システム
研究機関千葉大学

研究代表者

残間 忠直  千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (20324543)

研究協力者 劉 康志  千葉大学, 大学院工学研究院, 教授
小岩 健太  千葉大学, 大学院工学研究院, 助教
若生 将史  神戸大学, 大学情報学研究科, 講師
THAN ZAW SOE  千葉大学, 大学院工学研究院
白鳥 匠  
大塚 拓也  
徳永 淳樹  
藤澤 翔太  
高安 俊太郎  
橋本 大輝  
李 広博  千葉大学, 大学院工学研究院
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2016年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2015年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワードネットワーク化制御 / 最適制御 / モデル予測制御 / ネットワーク化制御系 / 最適化 / 自動制御
研究成果の概要

通信技術の発達により,ネットワークを介したリアルタイム制御系(以下,ネットワーク制御系)に注目が集まっている.ネットワーク化制御系の応用例として,無線で制御可能は遠隔医療や無人航空機,センサーネットワークなどの様々な分野が挙げられる.
ネットワーク化制御系は,通信路容量を考慮して系を安定化する必要がある.そこで本研究では,可変量子化器を導入して適切にデータを量子化し,制御対象の将来の挙動を予測するためにモデル予測制御を導入し,制約条件を満たしながら量子化パラメータと入力を同時に最適化する手法を提案した.この手法を倒立振子の制御に適用し,シミューレーションと実験によってその有効性を明らかにした.

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (28件) (うち国際学会 3件、 招待講演 4件) 図書 (1件) 備考 (2件) 学会・シンポジウム開催 (3件)

  • [雑誌論文] Optimal Input and Quantization Interval for Quantized Feedback System With Variable Quantizer2017

    • 著者名/発表者名
      Tadanao Zanma, Makoto Azegami, Kang-Zhi Liu
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Industrial Electronics

      巻: 64 号: 3 ページ: 2246-2254

    • DOI

      10.1109/tie.2016.2625240

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 藤澤 翔太,残間 忠直,若生 将史,劉 康志2017

    • 著者名/発表者名
      ネットワーク化制御系における最適伝送手法
    • 学会等名
      第61回「離散事象システム研究会」
    • 発表場所
      島根大学松江キャンパス
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Switching Control Strategy Using Net- work Estimation for Networked Control Systems with Data Dropout2017

    • 著者名/発表者名
      Daiki Hashimoto (Chiba University), Tadanao Zamma (Chiba University), Masashi Wakaiki (Kobe University), Kang-Zhi Liu (Chiba University)
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門 学術講演会 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Data Transmission of Networked Control Systems Considering Noise in Channel2017

    • 著者名/発表者名
      Kohei Sato (Chiba University), Tadanao Zanma (Chiba University), KangZhi Liu (Chiba University)
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門 学術講演会 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Performance Improvement of Quantized Feedback Control in Multi-Input Sysetm2017

    • 著者名/発表者名
      Syuntaro Takayasu (Chiba University), Tadanao Zanma (Chiba University), Masashi Wakaiki (Kobe University), Kang-Zhi Liu (Chiba University)
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門 学術講演会 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Design of Networked Control Systems in Consideration of Communication Rate2017

    • 著者名/発表者名
      Guang-Bo Li (Chiba University), Tadanao Zanma (Chiba University), Kang-Zhi Liu (Chiba University)
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門 学術講演会 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Optimal Event Generator in Networked Control Systems2017

    • 著者名/発表者名
      Yuki Uchiyama (Chiba University), Tadanao Zanma (Chiba University), Shota Fujisawa (Chiba University), Kang-Zhi Liu (Chiba University)
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門 学術講演会 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Stability and Performance Analysis of Receding Horizon Quantizer in Single-Input System2017

    • 著者名/発表者名
      Syuntaro Takayasu (Chiba University), Tadanao Zanma (Chiba University), Masashi Wakaiki (Kobe University), Kang-Zhi Liu (Chiba University)
    • 学会等名
      The 36th Chinese Cotrol Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Estimation of Network Traffic Status for Networked Control Systems with Data Dropout And Its Control2017

    • 著者名/発表者名
      Daiki Hashimoto (Chiba University), Tadanao Zamma (Chiba University), Masashi Wakaiki (Kobe University), Kang-Zhi Liu (Chiba University)
    • 学会等名
      The 36th Chinese Cotrol Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Design of Networked Control Systems in Consideration of Quantization Error and Channel Capaity2017

    • 著者名/発表者名
      Guang-Bo Li (Chiba University), Tadanao Zanma (Chiba University), Masashi Wakaiki (Kobe University),Kang-Zhi Liu (Chiba University)
    • 学会等名
      The 36th Chinese Cotrol Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Optimal synthesis of dynamic quantizer and input for quantized control system2016

    • 著者名/発表者名
      徳永淳樹,残間忠直,劉康志
    • 学会等名
      メカトロニクス制御研究会
    • 発表場所
      芝浦工業大学
    • 年月日
      2016-12-12
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Model predictive control for networked control system with data dropout using expected value2016

    • 著者名/発表者名
      藤澤翔太,残間忠直,劉康志
    • 学会等名
      メカトロニクス制御研究会
    • 発表場所
      芝浦工業大学
    • 年月日
      2016-12-12
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Stability and Performance Analysis of Receding Horizon Quantizer in Single-Input System2016

    • 著者名/発表者名
      Takayasu Syuntaro, Zanma Tadanao, Wakaiki Masashi, Liu Kang-Zhi
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門 学術講演会 2016
    • 発表場所
      滋賀県立体育館
    • 年月日
      2016-12-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Model Preditive-based Event Generator Synthesis for Networked Control Systems2016

    • 著者名/発表者名
      Fujisawa Shota, Zanma Tadanao, Wakaiki Masashi, Liu Kang-Zhi
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門 学術講演会 2016
    • 発表場所
      滋賀県立体育館
    • 年月日
      2016-12-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Optimal Dynamic Quantizer and Input Using Model Preditive Control2016

    • 著者名/発表者名
      Tokunaga Atsuki, Zanma Tadanao, Wakaiki Masashi, Liu Kang-Zhi
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門 学術講演会 2016
    • 発表場所
      滋賀県立体育館
    • 年月日
      2016-12-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Design of Networked Control Systems in Consideration of Quantization Error and Channel Capacity - Application to 3 DOF Helicopter -2016

    • 著者名/発表者名
      Li Guangbo, Zanma Tadanao, Wakaiki Masashi, Liu Kang-Zhi
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門 学術講演会 2016
    • 発表場所
      滋賀県立体育館
    • 年月日
      2016-12-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Estimation of network traffic status for networked control systems with data dropout and its control2016

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Daiki, Zanma Tadanao, Wakaiki Masashi, Liu Kang-Zhi
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門 学術講演会 2016
    • 発表場所
      滋賀県立体育館
    • 年月日
      2016-12-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Optimal control for quantized feedback control with variable logarithmic quantizer -- Application to ball balancer on plane system --2016

    • 著者名/発表者名
      高安俊太郎,白鳥匠,残間忠直,劉康志
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門 学術講演会 2015
    • 発表場所
      函館アリーナ
    • 年月日
      2016-11-20
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Model Predictive Control for Networked Control System with Data Dropout2016

    • 著者名/発表者名
      藤澤翔太,日和祐樹,山本尚大,残間忠直,劉康志
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門 学術講演会 2015
    • 発表場所
      函館アリーナ
    • 年月日
      2016-11-20
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] LMI-based Controller Design for Networked Control System with Data Dropout2016

    • 著者名/発表者名
      橋本大輝,残間忠直,劉康志
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門 学術講演会 2015
    • 発表場所
      函館アリーナ
    • 年月日
      2016-11-20
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Optimal control for quantized state-feedback system using model predictive control -- Application to 3DOF helicopter --2016

    • 著者名/発表者名
      上田高寛,白鳥匠,残間忠直,劉康志
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門 学術講演会 2015
    • 発表場所
      函館アリーナ
    • 年月日
      2016-11-20
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Optimal Approach for Quantized Control System with Variable Quantizer -- Application to Inverted Pendulum --2016

    • 著者名/発表者名
      徳永淳樹,白鳥匠,残間忠直,劉康志
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門 学術講演会 2015
    • 発表場所
      函館アリーナ
    • 年月日
      2016-11-20
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Optimal control for quantized feedback control with variable logarithmic quantizer -Application to ball balancer on plane system-2016

    • 著者名/発表者名
      高安俊太郎,残間忠直,劉康志
    • 学会等名
      第11 回電気学会千葉支所研究発表講演会
    • 発表場所
      山中共同研修所(山梨県南都留郡山中湖村)
    • 年月日
      2016-11-01
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Optimal plant data transmission in networked control systems2016

    • 著者名/発表者名
      Shota Fujisawa, Tadanao Zanma, Kang-Zhi Liu
    • 学会等名
      IECON 2016 - 42nd Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society
    • 発表場所
      Firenze, Italy
    • 年月日
      2016-10-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Optimal dynamic quantizer and input in quantized feedback control system2016

    • 著者名/発表者名
      Atsuki Tokunaga, Tadanao Zanma, Kang-Zhi Liu
    • 学会等名
      IECON 2016 - 42nd Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society
    • 発表場所
      Firenze, Italy
    • 年月日
      2016-10-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Optimization of quantization interval and input in quantized state feedback control system2016

    • 著者名/発表者名
      Tadanao Zanma, Takumi Shiratori, KangZhi Liu
    • 学会等名
      2015 年 5 月高信頼制御通信研究会
    • 発表場所
      機械振興会館(東京都港区)
    • 年月日
      2016-05-28
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 量子化制御系の動的量子化器と入力の最適設計2016

    • 著者名/発表者名
      徳永淳樹,残間忠直,劉康志
    • 学会等名
      第59回離散事象システム研究会
    • 発表場所
      海峡メッセ下関
    • 年月日
      2016-03-03
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] ネットワーク化制御系における最適事象生成器の設計2016

    • 著者名/発表者名
      藤澤翔太,残間忠直,劉康志
    • 学会等名
      第59回離散事象システム研究会
    • 発表場所
      海峡メッセ下関
    • 年月日
      2016-03-03
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 橋本 大輝,残間 忠直,若生 将史,劉 康志2016

    • 著者名/発表者名
      データ欠落を伴う制御系におけるLMIに基づく制御器設計
    • 学会等名
      第60回「離散事象システム研究会」
    • 発表場所
      JA長野県ビル
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [図書] モーションコントロールの先進応用の最新技術2018

    • 著者名/発表者名
      柴田昌明他,残間忠直(分担)
    • 総ページ数
      48
    • 出版者
      電気学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 千葉大学工学部総合工学科電気電子コースシステム制御研究室

    • URL

      http://www.sc.te.chiba-u.jp/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実施状況報告書
  • [備考] 千葉大学工学部電気電子工学科システム設計研究室

    • URL

      http://www.sd.te.chiba-u.jp/

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] The 36th Chinese Control Conference2017

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] The 42nd Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society,2016

    • 発表場所
      Firenze (Florence), Italy
    • 年月日
      2016-10-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] The 35th Chinese Control Conference2016

    • 発表場所
      Chengdu, China
    • 年月日
      2016-07-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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