| 研究課題/領域番号 |
17K17830
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
制御・システム工学
機械力学・制御
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| 研究機関 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
佐藤 康之 東京理科大学, 工学部電気工学科, 助教 (40738803)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 非線形システム / 最適制御 / 入力・状態拘束 / 制御リアプノフ関数 / 制御バリア関数 / 凸最適化 / 制御理論 / 非線形制御 / 制御工学 / 最適化 |
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| 研究成果の概要 |
入力・状態拘束を持つ非線形システムに対して，制御リアプノフ関数と凸最適化理論に基づいた安定化制御則の設計法を構築した．また，最適化におけるカルーシュ・クーン・タッカー条件（KKT条件）と最適制御におけるハミルトンヤコビベルマン方程式（HJB方程式）の等価性に着目した理論解析により，この設計法で得られた制御則の連続性と逆最適性，ロバスト性などの性質を明らかにすることに成功した．応用面では，四回転翼型飛行ロボットの姿勢安定化および二輪車両型ロボットの起動追従制御などに提案法を適用し，その有効性を確認した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で開発した制御則設計法により，拘束条件を有するより広いクラスの非線形システムに対しても制御リアプノフ関数を用いて制御則設計を行うことが可能となった．得られた知見は，同種のシステムを対象とする非線形モデル予測制御（NMPC）の評価関数設計においても有用であると考えられる．また，本研究で得られたカルーシュ・クーン・タッカー条件（KKT条件）とハミルトンヤコビベルマン方程式（HJB方程式）のある種の等価性は，複数の制御則を融合させるためのアプローチとして有望であり，さらなる活用が期待される．応用面では，ロボットに代表されるメカトロニクス系の制御への適用が期待できる．
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