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フォールトトレラントな人間-機械協調制御システム実現のための基礎研究

研究課題

研究課題/領域番号 18760188
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 知能機械学・機械システム
研究機関三重大学

研究代表者

弓場井 一裕  三重大学, 大学院・工学研究科, 助教 (10324542)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2007年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2006年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
キーワード耐故障制御系 / データ駆動型制御器設計 / GIMC構造 / VRFT / FCbT / NCbT / 二自由度制御系
研究概要

GIMC (Generalized Interanl Model Control)構造を用いた耐故障制御系の構築について検討し,データ駆動型制御器設計法であるVRFT (Virtual Reference Feedback Tuning)を用いて,実際に観測された入出カデータから直接耐故障制御器の設計を可能にした。また,オンラインでの実装を考慮して,VRFTに逐次最小二乗法を適用することでオンラインでの耐故障制御器の設計を可能にし、シミュレーションおよび実機実験より有効性を確認した。
また、実際に使用する状況を考慮すると,センサで観測された信号に混入する雑音に対して,制御器設計(パラメータ調整)がロバストであることが好ましい。そこで,観測信号に雑音が混入した場合にも良好に制御器設計(調整)が可能なデータ駆動型制御器設計法について検討した。結果として,評価したい信号と,その信号とは無相関な信号との相互相関関数を評価することで雑音に対してロバストな制御器設計が可能となることを利用し,Unfalsified Controlで導入された擬似参照信号を導入することで制御器設計に要する実験回数を大幅に低減したFCbT(Fictitious Reference Feedback Tuning)を提案した。さらに、オンラインでの設計を可能とするために,非線形な最適化問題の線形化について検討した。SISOシステムに関しては容易に線形化が可能であり,MIMOシステムに関しても制御対象の入力の次元と同じ回数のデータ取得実験を行うことで雑音の影響に対してロバストな制御器調整が可能となることを示した。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] FCbTによる2自由度制御器の直接設計と閉ループ同定への応用2008

    • 著者名/発表者名
      弓場井一裕, 若山直矢, 平井淳之
    • 雑誌名

      電気学会論文誌産業応用部門誌 128(掲載決定)

    • NAID

      10021134537

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] GIMC構造に基づいた耐故障制御系の入出力データからの直接設計2008

    • 著者名/発表者名
      作石翼, 弓場井一裕, 平井淳之
    • 雑誌名

      電気学会論文誌産業応用部門誌 128(掲載決定)

    • NAID

      10021134511

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 一組の閉ループ実験データによる相関関数を利用した多変数制御器調整2007

    • 著者名/発表者名
      若山直矢, 弓場井一裕, 平井淳之
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集 43

      ページ: 391-399

    • NAID

      130003792115

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] GIMC構造に基づいた故障による性能劣化の補償~フレキシブルアームの冗長センサ故障への応用~2007

    • 著者名/発表者名
      弓場井一裕, 作石翼, 平井淳之
    • 雑誌名

      電気学会論文誌産業応用部門誌 Vol. 127-D, No.8(掲載決定)

    • NAID

      10019521404

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 一組の閉ループ実験データによる相関関数を利用した多変数制御器調整2007

    • 著者名/発表者名
      若山直矢, 弓場井一裕, 平井淳之
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集 Vol. 43, No. 5(掲載決定)

    • NAID

      130003792115

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] NcbTを用いたハードディスク装置のフォロイング制御器の直接設計2008

    • 著者名/発表者名
      遠藤広志, 弓場井一裕, 平井淳之
    • 学会等名
      電気学会産業計測制御研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-03-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] NCbTのMIMOシステムへの拡張2007

    • 著者名/発表者名
      宇佐見秀徳, 弓場井一裕, 平井淳之
    • 学会等名
      平成19年三重地区計測制御研究講演会
    • 発表場所
      津
    • 年月日
      2007-12-05
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 非線形な制御対象に対するSVRに基づいたVRFTによるスイッチング制御器の直接設計2007

    • 著者名/発表者名
      藪井将太, 弓場井一裕, 平井淳之
    • 学会等名
      平成19年三重地区計測制御研究講演会
    • 発表場所
      津
    • 年月日
      2007-12-05
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] データ駆動型制御器設計によるハードディスクのフォロイング制御2007

    • 著者名/発表者名
      遠藤広志, 弓場井一裕, 平井淳之
    • 学会等名
      平成19年三重地区計測制御研究講演会
    • 発表場所
      津
    • 年月日
      2007-12-05
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 最小二乗法による相互相関関数に基づいた多変数制御器の調整2007

    • 著者名/発表者名
      弓場井一裕
    • 学会等名
      第50回自動制御連合講演会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2007-11-24
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] HDDのヘッド位置決め制御におけるサポートベクター回帰に基づいたVRFTによるスイッチング制御器の設計2007

    • 著者名/発表者名
      藪井将太, 弓場井一裕, 平井淳之
    • 学会等名
      平成19年度電気関係学会東海支部連合大会
    • 発表場所
      長野
    • 年月日
      2007-09-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] NCbTによるハードディスク装置のフォロイング制御器の設計2007

    • 著者名/発表者名
      遠藤広志, 弓場井一裕, 平井淳之
    • 学会等名
      平成19年度電気関係学会東海支部連合大会
    • 発表場所
      長野
    • 年月日
      2007-09-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Design of Switching Control System by VRFT -Application to Vertical-type One-link Arm-2007

    • 著者名/発表者名
      Shota Yabui, Kazuhiro Yubai and Junji Hirai
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2007
    • 発表場所
      高松
    • 年月日
      2007-09-17
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] データ駆動型制御器設計法によるフォロイング制御系の設計 〜ベンチマーク問題による検証〜2007

    • 著者名/発表者名
      弓場井一裕, 遠藤広志, 平井淳之
    • 学会等名
      電気学会産業計測制御研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2007-09-14
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] データ駆動型制御器設計のモーションコントロールへの応用 〜耐故障制御器の設計例〜2007

    • 著者名/発表者名
      弓場井一裕
    • 学会等名
      平成19年電気学会産業応用部門大会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2007-08-22
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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