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非線形記述かつ戦略数理記述に巧みなファジィ制御理論構築と航空ロボティクスへの展開

研究課題

研究課題/領域番号 16K00327
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 ソフトコンピューティング
研究機関電気通信大学

研究代表者

田中 一男  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (00227125)

研究分担者 田中 基康  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (50633442)
研究協力者 大竹 博  
Wang Hua  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードファジィ制御 / 知能ロボティクス / Unmanned aerial vehicle
研究成果の概要

本研究では,複雑かつ非線形な翼のAerodynamicsを考慮した飛行ロボットのダイナミクスのモデル化を行う.このモデルと機体の剛体運動方程式モデル,および,アクチュエータのダイナミクスモデルを考慮し,飛行ロボット全体の複雑なモデル化を成し遂げる.また,構築した複雑な非線形モデルに対して,非線形制御理論をベースにした飛行安定性を保証するような制御系設計を行う.具体的には,得られた複雑な非線形システムに対する最適2次コスト保証制御の設計条件を考慮する.さらに,設計法の有用性を確認するために,実際の飛行ロボットを用いて広大な飛行実験スペースを確保して本格的な実証実験を行う.

研究成果の学術的意義や社会的意義

飛行ロボットは地上からは立ち入れない場所での状況把握や作業支援に利用できるため,人が立ち入ることのできない場所や災害などでの活用か可能であり,その社会貢献は絶大である.
ドローンに代表されるようなマルチコプタはホバーリングが可能であるが,飛行効率が悪いため長距離でのミッションには対応できない.本研究で対象としている翼を有する飛行ロボットは複雑かつ非線形な翼のAerodynamicsを考慮して飛行安定化しなければならないが,高速・長距離飛行可能なため飛行ロボットの本来の用途に適したものであり,このタイプの飛行ロボット研究の学術的意義もきわめて大きい.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] A Waypoint Following Control Design for a Paraglider Model With Aerodynamic Uncertainty2018

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Kazuo、Tanaka Motoyasu、Takahashi Yutoku、Wang Hua O.
    • 雑誌名

      IEEE/ASME Transactions on Mechatronics

      巻: 23 号: 2 ページ: 518-523

    • DOI

      10.1109/tmech.2017.2728678

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Static output feedback design for a class of constrained Takagi?Sugeno fuzzy systems2017

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Anh-Tu、Tanaka Kazuo、Dequidt Antoine、Dambrine Michel
    • 雑誌名

      Journal of the Franklin Institute

      巻: 354 号: 7 ページ: 2856-2870

    • DOI

      10.1016/j.jfranklin.2017.02.017

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] An SOS-based Control Lyapunov Function Design for Polynomial Fuzzy Control of Nonlinear Systems2017

    • 著者名/発表者名
      Radian Furqon, Ying-Jen Chen, Motoyasu Tanaka, Kazuo Tanaka and Hua O. Wang
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Fuzzy Systems

      巻: * 号: 4 ページ: 775-787

    • DOI

      10.1109/tfuzz.2016.2578339

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Control Synthesis for Polynomial Fuzzy Systems using Line-Integral Polynomial Fuzzy Lyapunov Function2018

    • 著者名/発表者名
      Jairo Moreno Saenz, Motoyasu Tanaka, Kazuo Tanaka
    • 学会等名
      2018 IEEE International Conference on Systems, Man and Cybernetics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A New Nonconvex Design Algorithm for Optimal Polynomial Fuzzy Control2018

    • 著者名/発表者名
      Kai-Yi Wong, Motoyasu Tanaka, Kazuo Tanaka
    • 学会等名
      2018 IEEE International Conference on Systems, Man and Cybernetics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Flying-wing 型飛行ロボットのモデル構築と飛行安定化制御2017

    • 著者名/発表者名
      尾鷲真士,田中基康,田中一男
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] パラフォイール型飛行ロボットの最適2 次コスト保証制御2017

    • 著者名/発表者名
      岩瀬惟真,Kai-Yi Wong,田中基康,田中一男
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Stabilization Conditions for a Class of Nonlinear Systems via Line-Integral Fuzzy Lyapunov Function2017

    • 著者名/発表者名
      Jairo Moreno Saenz, Motoyasu Tanaka and Kazuo Tanaka
    • 学会等名
      第60回自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 多項式システム記述に基づく飛行ロボットの経路追従制御系設計と実験による検証2017

    • 著者名/発表者名
      岩瀬惟真,田中基康,田中一男
    • 学会等名
      計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Positivstellensatz relaxation for sum-of-squares stabilization conditions of polynomial fuzzy systems2017

    • 著者名/発表者名
      Ashar Alissa Ully、Tanaka Motoyasu、Tanaka Kazuo
    • 学会等名
      17th World Congress of International Fuzzy Systems Association and 9th International Conference on Soft Computing and Intelligent Systems
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Stability analysis for polynomial fuzzy systems based on line-integral fuzzy Lyapunov function: A copositive relaxation approach2017

    • 著者名/発表者名
      Saenz Jairo Moreno、Tanaka Motoyasu、Tanaka Kazuo
    • 学会等名
      17th World Congress of International Fuzzy Systems Association and 9th International Conference on Soft Computing and Intelligent Systems
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Flying-wing型UAVの制御系設計と飛行実験による検証2016

    • 著者名/発表者名
      伊藤唯,遠藤祐甫,田中基康,田中一男
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川・横浜)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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