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非線形ロバスト制御理論への数理的アプローチの深化

研究課題

研究課題/領域番号 18K04204
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分21040:制御およびシステム工学関連
研究機関神戸大学

研究代表者

増淵 泉  神戸大学, システム情報学研究科, 教授 (90283150)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
キーワード非線形システム / 安定性解析 / 時変システム / リアプノフ密度 / 非線形ロバスト制御 / 非線形ゲインスケジュールド制御 / 無限次元システム / 作用素不等式 / 時変非線形システムのロバスト制御 / 非線形システムのゲインスケジュールド制御 / 正不変性 / 逆定理 / 線形作用素不等式 / リアプノフ密度による安定性解析 / 離散値出力による分散制御 / 無限次元系のロバスト性解析
研究成果の概要

システム制御理論において、非線形システムや無限次元システムに関する理論の発展には深い数理的アプローチが必要である。本研究では、非線形システムの安定性解析に関して、リアプノフ密度を用いる方法を発展させ、時変システム、周期時変システムに対する安定性条件および逆定理に関する結果を導き、フィードバック制御則の設計に応用した。また、無限次元システムのフィードバック制御系設計の方法として、有限次元システムにおいて大きな貢献を残した線形行列不等式を用いる方法を拡張し、線形作用素不等式による状態フィードバック制御則の設計法を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

システム制御理論においては、有限次元線形システムを対象とした研究に関しては多くの有用な結果があり、また広く実応用も行われている。他方、非線形システムや無限次元システムに関しては、その扱いの難しさから、多くの未解決の課題が残されている。本研究の成果は、数理的アプローチにより、非線形システムや無限次元システムのフィードバック制御系設計の新たな方向性を切り開くものであり、これまで知られていなかった安定性の条件や無限次元系の制御系設計問題の定式化を示している。

報告書

(7件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] An Extended Lyapunov-Density Condition for Nonlinear Time-Varying Systems2023

    • 著者名/発表者名
      Masubuchi Izumi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 22nd IFAC World Congress

      巻: - ページ: 4889-4894

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A multi-objective state-feedback synthesis for infinite-dimensional systems based on linear operator inequalities in the conjugate space2022

    • 著者名/発表者名
      Izumi Masubuchi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 12th Asian Control Conference

      巻: - ページ: 1256-1261

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On gain-scheduled control of nonlinear systems: synthesis via Lyapunov densities2022

    • 著者名/発表者名
      Izumi Masubuchi
    • 雑誌名

      Proceedings of the SICE Annual Conference 2022

      巻: - ページ: 345-346

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A multi-objective state-feedback synthesis for infinite-dimensional systems based on linear operator inequalities in the conjugate space2022

    • 著者名/発表者名
      Izumi Masubuchi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 13th Asian Control Confeence, to appear

      巻: -

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On robust feedback control of nonlinear systems with time-varying uncertainties via Lyapunov densities2021

    • 著者名/発表者名
      Izumi Masubuchi
    • 雑誌名

      Proceedings of the SICE Annual Conference 2021

      巻: - ページ: 1004-1006

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 共役空間における線形作用素不等式を用いた無限次元系の状態フィードバック系設計2021

    • 著者名/発表者名
      大薗隼人,増淵泉
    • 雑誌名

      第65回システム制御情報学会研究発表講演会

      巻: - ページ: 923-929

    • NAID

      40022588086

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Lyapunov Density Criteria for Time-Varying and Periodically Time-Varying Nonlinear Systems with Converse Results2021

    • 著者名/発表者名
      Masubuchi Izumi、Kikuchi Takahiro
    • 雑誌名

      SIAM Journal on Control and Optimization

      巻: 59 号: 1 ページ: 223-241

    • DOI

      10.1137/19m1291479

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Memory Gain-Scheduled Controllers for Discrete-Time LPV Systems2020

    • 著者名/発表者名
      Masubuchi Izumi、Yabuki Yuta
    • 雑誌名

      SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration

      巻: 13 号: 5 ページ: 249-255

    • DOI

      10.9746/jcmsi.13.249

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Operator inequality approach for state-feedback stabilization of infinite-dimensional systems: synthesis via dual of input-to-state operator2020

    • 著者名/発表者名
      Izumi Masubuchi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 21st IFAC World Congress

      巻: - ページ: 7788-7791

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 時変の不確かさを持つ非線形システムの解の概収束性を保証するリアプノフ密度の条件の改善2024

    • 著者名/発表者名
      増淵 泉
    • 学会等名
      第11回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 共役空間における線形作用素不等式を用いた無限次元系の状態フィードバック系設計2021

    • 著者名/発表者名
      大薗 隼人, 増淵 泉
    • 学会等名
      第65回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 作用素不等式による無限次元系の安定化状態フィードバック制御の設計について2020

    • 著者名/発表者名
      増淵泉
    • 学会等名
      第64回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Almost-everywhere convergence analysis for periodically time-varying nonlinear systems via Lyapunov densities2019

    • 著者名/発表者名
      Izumi Masubuchi
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] リアプノフ密度による非線形システムの指数収束性の新たな解析法2019

    • 著者名/発表者名
      菊池貴大,増淵泉
    • 学会等名
      平成30年度計測自動制御学会関西支部・システム制御情報学会 若手研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] リアプノフ密度による時変非線形システムの収束性の解析について2019

    • 著者名/発表者名
      増淵泉
    • 学会等名
      第6回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2025-01-30  

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