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Glocal Motion Control for Multi-rotor Flying Vehicles

研究課題

研究課題/領域番号 22K14283
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分21040:制御およびシステム工学関連
研究機関東京大学

研究代表者

NGUYEN BinhMinh  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 特任助教 (30940176)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードglocal control / multi-rotor / multi-agent-system / altitude control / attitude control / disturbance observer / loss of effectiveness / hierarchical control / robust stability / drone / fault tolerance / absolute stability / multi-agent system / flying vehicle / motion control / global control
研究開始時の研究の概要

+ From 2022/04 to 2023/03, we propose the methodology to analyze the stability of the quadcopter system with respect to the local propeller dynamics.
+ From 2023/04 to 2024/03, we develop a dual-motor's glocal control system, and analyze the trade-off between the global and local objectives.

研究成果の概要

本研究は、マルチローター(MRFV)のグローカル運動制御の基礎を開発する。MRFV をマルチエージェントシステムとしてモデル化し、各プロペラが機体を経由して物理的相互作用を示すのに対して、ロバストフォールトトレラント制御を研究している。一般化周波数変数理論を用いて着陸制御システムの安定性条件を提案した。非線形的な推力特性を考慮した絶対安定解析によりロバスト高度制御システムを実現した。ノミナルモデル集合に基づくグローバル性能(姿勢制御)とローカル性能(プロペラ速度制御)のトレードオフを検討した。提案手法検証及び高度な運動制御教育のために、デュアルプロペラテストベンチを開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

This research can be seen as a transdisciplinary study that establishes a bridge between multi-agent control theory and motion control of multi-rotor.
Besides, it contributes a brick to the development of flying vehicle society, international collaboration, and education in Japan.

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 5件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 18件、 招待講演 1件) 備考 (3件) 学会・シンポジウム開催 (4件)

  • [国際共同研究] シャーブルック大学(カナダ)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] フランス国立工芸院(フランス)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ニューサウスウェールズ大学(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ハノイ工科大学(ベトナム)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Disturbance observer based control for passive multi‐actuator systems with aggregation and distribution2024

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Binh-Minh
    • 雑誌名

      Asian Journal of Control

      巻: Early View 号: 5 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1002/asjc.3333

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] An Axial Gap Bearingless Motor Drive System with Non-linear Disturbance Observers-Based Robust Control2023

    • 著者名/発表者名
      Le Duc Thinh, Ngo Manh Tung, Dang Van Trong, Giap Van Nam, Nguyen Binh-Minh, Nguyen Tung Lam, Hoang Duc Chinh
    • 雑誌名

      Journal of Control, Automation and Electrical Systems

      巻: 35 号: 1 ページ: 180-190

    • DOI

      10.1007/s40313-023-01055-9

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Double-Layer Energy Management for Multi-Motor Electric Vehicles2023

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Binh-Minh、Trovao Joao Pedro F.、Ta Minh C.
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Vehicular Technology

      巻: Early Access 号: 7 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1109/tvt.2023.3244808

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Load frequency control design in state space2023

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Binh-Minh、Tran-Huynh Ngoc、Kawanishi Michihiro、Narikiyo Tatsuo
    • 雑誌名

      Encyclopedia of Electrical and Electronic Power Engineering

      巻: Chapter (ISBN 9780128232118) ページ: 314-333

    • DOI

      10.1016/b978-0-12-821204-2.00047-7

    • ISBN
      9780128232118
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Altitude Control of Quadcopters with Absolute Stability Analysis2022

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Binh-Minh、Kobayashi Tetsuya、Sekitani Kazuhiro、Kawanishi Michihiro、Narikiyo Tatsuo
    • 雑誌名

      IEEJ Journal of Industry Applications

      巻: 11 号: 4 ページ: 562-572

    • DOI

      10.1541/ieejjia.21010314

    • ISSN
      2187-1094, 2187-1108
    • 年月日
      2022-07-01
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] マルチエージェントシステムによる分散型ネットワーク制御2022

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi Satoshi、Kawanishi Michihiro、Nguyen Binh-Minh、Narikiyo Tatsuo
    • 雑誌名

      電気学会論文誌B(電力・エネルギー部門誌)

      巻: 142 号: 4 ページ: 210-219

    • DOI

      10.1541/ieejpes.142.210

    • ISSN
      0385-4213, 1348-8147
    • 年月日
      2022-04-01
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fuzzy Logic Control for Motor Drive Performance Improvement in EV Applications2022

    • 著者名/発表者名
      Ta Minh C.、Nguyen Binh-Minh、Vo-Duy Thanh
    • 雑誌名

      Intelligent Control and Smart Energy Management. Springer Optimization and Its Applications

      巻: Chapter (ISBN 9783030844745) ページ: 395-427

    • DOI

      10.1007/978-3-030-84474-5_13

    • ISBN
      9783030844738, 9783030844745
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Multi-Actuated Electric Vehicle Control2024

    • 著者名/発表者名
      Binh-Minh Nguyen
    • 学会等名
      International Workshop on Modelling, Control, Navigation of Electrical Multi-actuated Vehicles
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] インホイールモータ電気自動車のばね下挙動を考慮した外乱オブザーバを用いた垂直振動抑制制御2024

    • 著者名/発表者名
      陳 奇, 阮 平明, 永井 栄寿, 藤本 博志
    • 学会等名
      電気学会 モータドライブ/回転機/自動車 合同研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Multirate Attitude Control of Dual-Rotor System Considering Propeller Loss of Effectiveness2023

    • 著者名/発表者名
      Binh-Minh Nguyen, Sakahisa Nagai, Hiroshi Fujimoto
    • 学会等名
      IECON 2023- 49th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Basic Study on Received Power Control of In-Flight Inductive Power Transfer for Drones by Active Rectifier Switching and Altitude Regulation2023

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Satoh, Kota Fujimoto, Ryo Matsumoto, Binh-Minh Nguyen, Sakahisa Nagai, Hiroshi Fujimoto
    • 学会等名
      IECON 2023- 49th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Test Bench Study on Attitude Estimation in Ground Effect Region Based on Motor Current for In-Flight Inductive Power Transfer of Drones2023

    • 著者名/発表者名
      Kota Fujimoto, Sakahisa Nagai, Binh-Minh Nguyen, Hiroshi Fujimoto
    • 学会等名
      IECON 2023- 49th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Learning-Based Distributed Approach to Energy-Optimized Speed Trajectory for Electric Vehicles at Multiple Signalized Intersections2023

    • 著者名/発表者名
      Yuki Hosomi, Binh-Minh Nguyen, Sakahisa Nagai, Hiroshi Fujimoto
    • 学会等名
      IECON 2023- 49th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Driving Force Control for In-Wheel Motor Electric Vehicles with Wheel Speed Limiter and Absolute Stability Analysis2023

    • 著者名/発表者名
      Takumi Ueno, Binh-Minh Nguyen, Hiroshi Fujimoto
    • 学会等名
      IECON 2023- 49th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Functional Interval Observer for Discrete-Time Nonlinear Lipschitz Systems2023

    • 著者名/発表者名
      Thach Ngoc Dinh, Binh-Minh Nguyen, Fanglai Zhu, Tarek Raissi
    • 学会等名
      22nd IFAC World Congress
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Tomoaki Koishi, Binh-Minh Nguyen, OsLateral Misalignment and Yaw Angle Control Considering Vehicle Dynamics Based on Receiving Energy in Dynamic Wireless Power Transfer2023

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Koishi, Binh-Minh Nguyen, Osamu Shimizu, Shota Yamada, Hiroshi Fujimoto
    • 学会等名
      22nd IFAC World Congress
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Takumi Ueno, Hugo Pousseur, Binh-Minh Nguyen, Alessandro CorProposal of On-board Camera-Based Driving Force Control Method for Autonomous Electric Vehicles2023

    • 著者名/発表者名
      Takumi Ueno, Hugo Pousseur, Binh-Minh Nguyen, Alessandro Correa Victorino, Hiroshi Fujimoto
    • 学会等名
      26th IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Direct Yaw Moment Control for Electric Vehicles with Variable-Rate-Slip-Ratio-Limiter Based Driving Force Control2023

    • 著者名/発表者名
      Ueno Takumi、Nguyen Binh-Minh、Fujimoto Hiroshi
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Mechatronics
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ドローンへの飛行中非接触給電における飛行高度とバッテリ電流の制御に関する基礎検討2023

    • 著者名/発表者名
      佐藤 悠介、藤本 浩太、松本 諒、永井 栄寿、グエン ビンミン、藤本 博志
    • 学会等名
      電気学会 電力技術/電力系統技術/半導体電力変換 合同研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 走行中ワイヤレス給電における路面側コイルと車両の間の横ずれの推定および制御手法の提案─ IMU と車両側コイル電流を用いた実用的な手法─2023

    • 著者名/発表者名
      小石 知明,阮 平明,藤本 博志
    • 学会等名
      第10回 制御部門マルチシンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 受動性理論に基づく電気自動車の運動制御とエネルギー最適制御の統合化2023

    • 著者名/発表者名
      長谷川 大地、Nguyen Binh-Minh、川西 通裕、 成清 辰生
    • 学会等名
      第10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
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Basic Study on Energy-optimized Speed Trajectory for Electric Vehicles Between Traffic Signals Based on Stochastic Model Using Low Frequency Floating Car Data2023

    • 著者名/発表者名
      Hosomi Yuki, Yamada Shota, Nguyen Binh-Minh, Nagai Sakahisa, Fujimoto Hiroshi
    • 学会等名
      IEEJ International Workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Modeling and Control of All-Wheel-Drive and Independent Steering Electric Vehicles Using Energetic Macroscopic Representation Approach2022

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Quang Huy, Nguyen An Toan, Nguyen Binh-Minh, Ta Minh C., Vo-Duy Thanh
    • 学会等名
      11th International Conference on Control, Automation and Information Sciences
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A New Axial Gap Bearingless Motor Drive System with Nonlinear Robust Control2022

    • 著者名/発表者名
      Le Duc Thinh, Ngo Manh Tung, Dang Van Trong, Giap Van Nam, Nguyen Binh-Minh, Nguyen Tung Lam
    • 学会等名
      11th International Conference on Control, Automation and Information Sciences
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dual-rate Altitude Control of Drones Based on Double-Layer Kalman Filter2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura Kazuma, Nguyen Binh-Minh, Fujimoto Hiroshi, Kawanishi Michihiro, Narikiyo Tatsuo
    • 学会等名
      IEEJ International Workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Multi-Agent Approach to Landing Speed Control with Angular Rate Stabilization for Multirotors2022

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Binh-Minh、Hara Shinji、Tran Vu Phi
    • 学会等名
      IEEE Vehicular Power and Propulsion Conference
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Steering Vector Control for Lateral Force Distribution of Electric Vehicles2022

    • 著者名/発表者名
      Nguyen An-Toan, Nguyen Binh-Minh, Vo-Duy Thanh, Ta Minh C.
    • 学会等名
      IEEE Vehicular Power and Propulsion Conference
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Acceleration Slip Regulation for Electric Vehicles Based on Fuzzy PID Controller2022

    • 著者名/発表者名
      Nguyen An-Toan, Nguyen Binh-Minh, Trovao Joao Pedro F.、Ta Minh C.
    • 学会等名
      11th International Conference on Control, Automation and Information Sciences
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Four-wheel Independently Driven Formula: Experimental EV for Motion Control Studies2022

    • 著者名/発表者名
      Ta Minh C., Nguyen An-Toan, Nguyen Binh-Minh Nguyen, Messier Pascal, Trovao Joao Pedro F.
    • 学会等名
      IEEE Energy Conversion Congress and Exposition
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 藤本・清水・藤田・永井 研究室

    • URL

      https://hflab.edu.k.u-tokyo.ac.jp/publication/20224-202303

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] Researchgate of Nguyen Binh-Minh

    • URL

      https://www.researchgate.net/profile/Binh-Minh-Nguyen

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] Google-scholar of Nguyen Binh-Minh

    • URL

      https://scholar.google.com/citations?user=L11vQbwAAAAJ&hl=en

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] 39th Vietnam Power Electronics Community Webinar: On the Prospects of EV2023

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] Vietnamese Control Systems and Robotics Group: Young Talents Seminars2023

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] Vietnamese Control Systems and Robotics Groups Workshop2022

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] Vietnamese Academic Network in Japan Conference2022

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2022-04-19   更新日: 2025-01-30  

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