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非線形最適制御における構造保存数値計算の利用とサンプル値制御への拡張

研究課題

研究課題/領域番号 18K04215
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
研究機関南山大学

研究代表者

大石 泰章  南山大学, 理工学部, 教授 (80272392)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード非線形制御 / 数値計算 / 安定多様体法 / 射撃法 / 追従制御 / サンプル値制御 / スパース制御 / モデル予測制御 / 非線形最適制御 / サーボ系 / 非線形最適サーボ / 偏差系 / 宇宙機制御 / 多項式表現 / 回転型倒立振子 / 振子の振り上げ / ペナルティ / 制御工学 / 構造保存数値計算
研究成果の概要

数値計算技術の積極的導入により,非線形最適制御やスパース制御の新しい方法を開発した.非線形最適制御では,安定多様体法の初期点の選択を効率化する射撃法の改良と拡張に取り組み,非線形追従制御に対する安定多様体法にも適用できるようにした.また,非線形サンプル値制御を安定多様体法にもとづいて行うことを考えた.スパース制御については,これをモデル予測制御方式で実現することを考え,特定の制御入力に対応する状態集合の計算と表現の方法を提案した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

数値計算は制御工学とは異なる分野とされてきたが,その技術を積極的に用いることで制御工学に新しい展開をもたらすことができるのではないかとのアイデアに基づき,非線形最適制御およびスパース制御において成果をあげた.特に非線形サンプル値制御に関する成果は,まだ予備的研究の段階ではあるが,国内外に例がなく,意義が大きいと考えられる.これはもともと数値計算と整合性の高い安定多様体法に,数値的離散化を組み合わせるというものであり,さらに研究する必要があると考える.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 周期的な参照信号に対する非線形最適追従制御:安定多様体法と射撃法によるアプローチ2020

    • 著者名/発表者名
      中村拓登,大石泰章,坂本登
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集

      巻: 56 号: 4 ページ: 243-248

    • DOI

      10.9746/sicetr.56.243

    • NAID

      130007830930

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] モデル予測制御方式を用いたスパース制御の実現2020

    • 著者名/発表者名
      岩田拓海,大石泰章,永原正章
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集

      巻: 56 号: 3 ページ: 74-80

    • DOI

      10.9746/sicetr.56.74

    • NAID

      130007809731

    • ISSN
      0453-4654, 1883-8189
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 安定多様体法に基づく非線形システムのサンプル値制御2021

    • 著者名/発表者名
      大石泰章,坂本登
    • 学会等名
      第8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
      2020 実績報告書
  • [学会発表] A Shooting Method for the Stable-Manifold Approach to Nonlinear Optimal Servo Design2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuaki Oishi, Takuto Nakamura, and Noboru Sakamoto
    • 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] 安定多様体法と射撃法による宇宙機の軌道追従制御2019

    • 著者名/発表者名
      中村拓登,大石泰章,坂本登
    • 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
  • [学会発表] 事前計算を用いたモデル予測制御によるスパース制御2019

    • 著者名/発表者名
      岩田拓海,大石泰章,永原正章
    • 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
  • [学会発表] 安定多様体法と射撃法の回転型倒立振子振り上げへの応用2018

    • 著者名/発表者名
      中村拓登,大石泰章,坂本登
    • 学会等名
      第61回自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] モデル予測制御によるスパース制御の実現2018

    • 著者名/発表者名
      岩田拓海,大石泰章,永原正章
    • 学会等名
      第61回自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 学術論文および学会発表

    • URL

      http://www.st.nanzan-u.ac.jp/info/oishi/papers-j.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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