外乱抑制を考慮した確率システム理論による学習最適制御の構築と歩行ロボットへの応用

• 研究課題/領域番号: 22860041
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 制御工学
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 佐藤 訓志 広島大学, 大学院・工学研究院, 助教 (60533643)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 3,146千円 (直接経費: 2,420千円、間接経費: 726千円); 2011年度: 1,508千円 (直接経費: 1,160千円、間接経費: 348千円); 2010年度: 1,638千円 (直接経費: 1,260千円、間接経費: 378千円)
• キーワード: 非線形制御 / 確率制御 / 学習制御 / 歩行ロボット / 確率システム

研究概要

本研究ではまず,従来の確定ハミルトン系を確率ハミルトン系として拡張し,確率受動性や,対称性などのこのシステムが有する性質を明らかにした.この対称性は,確率ハミルトン系の変分系とその随伴系の状態空間表現が,互いの時間反転となる性質である.確率システムの随伴系は後退確率微分方程式となり,計算が困難であるが,この対称性を利用することで対応する前進確率微分方程式の計算に帰着できる.つぎに,この性質を利用して確率力学系の性質に基づく新しい学習最適制御法を与えた.本手法は,評価関数の期待値の勾配方向に入力を逐次的に更新することで,評価関数の期待値を(局所的に)最小化する最適なフィードフォワード入力と対応する最適軌道を生成するものである.一般的には,この勾配を計算する際に現れる随伴系の計算のために制御対象の情報が必要となるが,本手法では前述の対称性を利用することでこの問題を回避することができる.

研究成果

• [雑誌論文] Bounded stabilization of a class of stochastic port-Hamiltonian systems (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Satoh, M.Saeki
  • 雑誌名: Proceedings of Mathematical Theory of Networks and Systems 巻: (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] 不連続な状態遷移を考慮した学習最適制御による歩行軌道の生成手法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐藤訓志, 藤本健治, 玄相昊
  • 雑誌名: 日本ロボット学会誌 巻: Vol.29 ページ: 90-100
  • NAID: 10027810533
  • 査読あり
• [雑誌論文] Repetitive control of Hamiltonian systems based on variational symmetry (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Fujimoto, S.Satoh
  • 雑誌名: Systems & Control Letters 巻: 60 ページ: 763-770
  • NAID: 10019523718
  • 査読あり
• [雑誌論文] Speeding up of calculation for mu synthesis of low order H-infinity controllers (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Iwamoto, M.Saeki, S.Satoh
  • 雑誌名: Proceedings of SICE 2011 Annual Conference ページ: 1762-1767
  • 査読あり
• [雑誌論文] Periodic gait generation via repetitive optimal control of Hamiltonian systems (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Satoh, K.Fujimoto, S.Hyon
  • 雑誌名: Proceedings of the 18th IFAC World Congress ページ: 6912-6917
  • 査読あり
• [雑誌論文] 力学系の性質を利用した非線形確率システムの制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐藤訓志・藤本健治
  • 雑誌名: 計測と制御 巻: 50 ページ: 981-986
  • NAID: 10030164879
• [雑誌論文] 不連続な状態遷移を考慮した学習最適制御による歩行軌道の生成手法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐藤訓志・藤本健治・玄相昊
  • 雑誌名: 日本ロボット学会誌 巻: 29 ページ: 90-100
  • NAID: 10027810533
  • 査読あり
• [雑誌論文] A symmetric structure of variational and adjoint systems of stochastic Hamiltonian systems (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Satoh, K.Fujimoto
  • 雑誌名: Proceedings of 49th IEEE Conference on Decision and Control ページ: 1423-1428
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stabilization of time-varying stochastic port-Hamiltonian systems based on stochastic passivity (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Satoh, K.Fujimoto
  • 雑誌名: Proceedings of IFAC Symposium on Nonlinear Control Systems ページ: 611-616
  • 査読あり
• [学会発表] 軌道積分に基づく非線形確率最適制御の解法 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐藤訓志・Hilbert J.Kappen・佐伯正美
  • 学会等名: 第12回計測自動制御学会制御部門大会
  • 発表場所: 奈良市
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] 軌道学習とパラメータ調整による受動歩行ロボットの歩容遷移 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐藤訓志・藤本健治・佐伯正美
  • 学会等名: 第12回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2011-12-23
• [学会発表] 必要条件を用いたHamilton-Jacobi不等式の解の探索 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西田泰・佐伯正美・佐藤訓志・和田信敬
  • 学会等名: 第20回計測自動制御学会中国支部学術講演会
  • 発表場所: 岡山市
  • 年月日: 2011-11-26
• [学会発表] 学習最適制御を用いた多自由度二足歩行ロボットにおける歩容生成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 閑野宏信・佐藤訓志・佐伯正美
  • 学会等名: 第55回システム制御情報学会研究発表講演会
  • 発表場所: 大阪市
  • 年月日: 2011-05-17
• [学会発表] 繰返し最適制御に基づくロボットの身体パラメータ調整と軌道学習による歩容生成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐藤訓志・藤本健治
  • 学会等名: 第11回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
  • 発表場所: 宮城県
  • 年月日: 2010-12-23
• [学会発表] ハミルトン系の学習最適制御による歩容生成手法 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐藤訓志・佐伯正美
  • 学会等名: 第19回計測自動制御学会中国支部学術講演会
  • 発表場所: 島根県
  • 年月日: 2010-11-28
• [学会発表] 左連続動的システムにおけるハイブリッド周期軌道の指数安定性について (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐藤訓志・佐伯正美
  • 学会等名: 第39回制御理論シンポジウム
  • 発表場所: 大阪府
  • 年月日: 2010-09-29
• [学会発表] 学習制御とパラメータチューニングの統合による最適周期軌道生成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐藤訓志・藤本健治・玄相昊
  • 学会等名: 第28回日本ロボット学会 学術講演会
  • 発表場所: 愛知県
  • 年月日: 2010-09-22
• [学会発表] A symmetric structure of variational and adjoint systems of stochastic Hamiltonian systems (2010)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Satoh and Kenji Fujimoto
  • 学会等名: 49th IEEE Conference on Decisionand Control
  • 発表場所: Atlanta, U. S. A
• [学会発表] Stabilization of time-varying stochastic port-Hamiltonian systems based on stochastic passivity (2010)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Satoh and Kenji Fujimoto
  • 学会等名: 8th IFAC Symposium on Nonlinear Control Systems
  • 発表場所: Bologna, Italy
• [学会発表] Modification of learning optimal gait generation method in considering discontinuous velocity transitions (2010)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Satoh, Masahito Ikeda, Kenji Fujimoto and Yoshikazu Hayakawa
  • 学会等名: SICE 2010 Annual Conference
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
• [備考]
  • URL: http://home.hiroshima-u.ac.jp/satoh/index_ja.html
• [備考] 研究代表者のホームページ
  • URL: http://home.hiroshima-u.ac.jp/satoh/index_ja.html
• [備考] 研究代表者のホームページ
  • URL: http://home.hiroshima-u.ac.jp/satoh/index_ja.html