| 研究課題/領域番号 |
20H02171
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21040:制御およびシステム工学関連
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| 研究機関 | 鹿児島大学 |
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研究代表者 |
西村 悠樹 鹿児島大学, 理工学域工学系, 准教授 (20549018)
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| 研究分担者 |
佐藤 訓志 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (60533643)
中村 文一 東京理科大学, 創域理工学部電気電子情報工学科, 教授 (70362837)
星野 健太 京都大学, 情報学研究科, 助教 (10737498)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2023年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2020年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
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| キーワード | 非線形制御 / 確率制御 / ラフパス解析 / リャプノフ安定性 / 制御バリア関数 / 最適制御 / 不連続制御 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
政府の「未来投資戦略2018」で求められている次世代モビリティや航空宇宙産業の理論的支柱であるシステム制御理論において，システムが持つ非線形性・不規則性・不連続性・高周波振動性等の複雑な性質を解析し制御設計に役立てる必要がある。本研究課題では，これら複雑な性質を高度複雑信号（ラフ信号）と捉え，その統一表現である非線形ラフシステムに基づく制御理論を提唱する。また，当該理論を電気系・ドローン・宇宙機の制御問題などに応用する。
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| 研究成果の概要 |
理論面では，不連続特性を持つシステムのラフシステム化の検討、確率安定論的側面からの解析の高度化、特に確率有限時間安定性や確率有界性や確率制御バリア関数についての理論研究を進めた。
応用面では，二輪車両ロボットの確率安全制御設計と実験、電動車椅子のヒューマンアシスト制御設計と実験、超音波モータのラフ制御化のための確率有限時間整定制御を推し進めて制御バリア関数と最短時間制御の組合せたサーボ制御機構を作ったほか，また，船舶の確率安全制御，非線形確率制御理論に基づく宇宙機の姿勢制御なども行った。
これらの成果は積極的に全文査読付き国際会議等で発表するとともに，一部は学術論文誌へ投稿した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
政府の「未来投資戦略2018」で求められている次世代モビリティや航空宇宙産業の理論的支柱であるシステム制御理論において，システムが持つ非線形性・不規則性・不連続性・高周波振動性等の複雑な性質を解析し制御設計に役立てる必要がある。本研究課題で得られた非線形制御理論ならびに非線形確率制御理論の各種知見，およびそれらに基づく二輪車両ロボット・電動車椅子・超音波モータのサーボにおける実機実験結果や，自動操船や宇宙機への数値実験は，これら複雑な性質を高度複雑信号（ラフ信号）と捉え，その統一表現である非線形ラフシステムに基づく制御理論を提唱するために必要な基礎的結果であった。
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