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瞬時リアプノフ指数指定による非線形システムの非安定化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 25420445
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 制御・システム工学
研究機関大分大学

研究代表者

松尾 孝美  大分大学, 工学部, 教授 (90181700)

研究分担者 末光 治雄  大分大学, 工学部, 助教 (50162839)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2013年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード非線形制御理論 / リアプノフ関数 / リアプノフ指数 / 適応オブザーバ / フォワーディング手法 / ホモクリニック軌道 / 倒立振子 / Forwarding法 / 安定性 / Lyapunov指数
研究成果の概要

本研究では,摩擦がある場合に部分線形化モデルを用いて,振子がホモクリニック軌道に達する倒立振子制御系を構成した。このようなコントローラは,不安定な制御系を用いて振子の振り上げを可能にできることを示唆している。まず,振子部分システムに対して,提案したコントローラが,倒立点を含むホモクリニック軌道に漸近的に収束することを,負値をもつエネルギー関数の2乗値を用いたリアプノフ関数を用いて証明した。ついで,台車の安定性を保証するために,forwarding的な手法を導入する。台車部分システムに対して,1次安定システムの2乗をリアプノフ関数として定義することにより,安定化を達成した。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Nonlinear Control for Rotational Movement of Cart-pendulum System Using Homoclinic Orbit2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Oka, Yuji Maruki, Haruo Suemitsu, and Takami Matsuo
    • 雑誌名

      International Journal of Control, Automation and Systems

      巻: 13

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Improvement of EMC in MPPT Control of Photovoltaic System Using Auto-Tuning Adaptive Velocity Estimator2015

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Ohba and Risa Matsuda, Haruo Suemitsu and Takami Matsuo
    • 雑誌名

      Journal of Robotics and Mechatronics

      巻: 27 号: 5 ページ: 489-495

    • DOI

      10.20965/jrm.2015.p0489

    • NAID

      130007671222

    • ISSN
      0915-3942, 1883-8049
    • 年月日
      2015-10-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adaptive Backstepping Control of Wheeled Inverted Pendulum with Velocity Estimator2014

    • 著者名/発表者名
      Yuji Maruki, Kohei Kawano, Haruo Suemitsu, and Takami Matsuo
    • 雑誌名

      International Journal of Control, Automation and Systems

      巻: 12 号: 5 ページ: 1040-1048

    • DOI

      10.1007/s12555-013-0402-4

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書 2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Computational and Experimental Validation of Partially Backstepping Controller for Inverted Pendulum2014

    • 著者名/発表者名
      Kohei Kawano, Yuji Maruki, Haruo Suemitsu, and Takami Matsuo
    • 雑誌名

      ICIC Express Letters

      巻: 8-2 ページ: 553-559

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Auto-Tuning Velocity Estimator by Using Adaptive Observer2014

    • 著者名/発表者名
      Yasuhito Eguchi, Tsuyoshi Ohba, Haruo Suemitsu, and Takami Matsuo
    • 雑誌名

      ICIC Express Letters

      巻: 8-2 ページ: 427-433

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adaptive Estimation of Biological Rhythm in Crassulacean Acid Metabolism with Critical Manifold2013

    • 著者名/発表者名
      Takami Matsuo, Yusuke Totoki, and Haruo Suemitsu
    • 雑誌名

      ISRN Applied Mathematics

      巻: 2013 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1155/2013/856404

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Velocity and Acceleration Estimation by Iterative Learning Observer and Perfomance Validation with MEMS-Based Inertial Sensors2013

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Kawakami, Yasuhito Eguchi, Tsuyoshi Nimiya, Haruo Suemitsu, and Takami Matsuo
    • 雑誌名

      Int. J. of Advanced Mechatronic Systems

      巻: 5-2 ページ: 113-121

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Dual State-Parameter Estimation of ECG Signals with Recursive Bayesian Filters2015

    • 著者名/発表者名
      Chisato Matoba, Haruo Suemitsu and Takami Matsuo
    • 学会等名
      The 47th ISCIE International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Applications
    • 発表場所
      Waikiki Beach Marriott Resort & Spa, Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Feedback Control of Biological Rhythm in Crassulacean Acid Metabolism by CO2-Uptake Signal2015

    • 著者名/発表者名
      Ryo Sakamoto, Chisato Matoba, Haruo Suemitsu and Takami Matsuo
    • 学会等名
      The 4th IFAC Conference on Analysis and Control of Chaotic Systems
    • 発表場所
      Tokyo Metropolitan Univ. Minami-Osawa Campus,Tokyo
    • 年月日
      2015-08-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Parameter Estimation of Normal and Abnormal ECG Signals Using Recursive Bayesian Filters2015

    • 著者名/発表者名
      Chisato Matoba, Keisuke Imamasu, Haruo Suemitsu and Takami Matsuo
    • 学会等名
      SICE Annual Conf. 2015
    • 発表場所
      Hangzhou,China
    • 年月日
      2015-07-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Stabilizing Control of Inverted Pendulum via Interlaced Backstepping and Forwarding Method2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Oka, Haruo Suemitsu and Takami Matsuo
    • 学会等名
      SICE Annual Conf. 2015
    • 発表場所
      Hangzhou,China
    • 年月日
      2015-07-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] リアプノフ指数からみた3結合Van der Pol振動子による心臓リズムモデルの検証2015

    • 著者名/発表者名
      今増啓介,的場ちさと,末光 治雄,松尾 孝美
    • 学会等名
      第2回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム
    • 発表場所
      東京電機大学,東京
    • 年月日
      2015-03-04 – 2015-03-07
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] ホモクリニック軌道を用いた倒立振子の旋回制御2014

    • 著者名/発表者名
      岡 宏弥, 丸木勇治, 末光 治雄, 松尾 孝美
    • 学会等名
      第57回自動制御連合講演会
    • 発表場所
      伊香保温泉「ホテル天坊」,群馬
    • 年月日
      2014-11-10 – 2014-11-12
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Forwarding Control of Cart-Pendulum System by Following Homoclinic Orbit and Stabilizing Cart2014

    • 著者名/発表者名
      Yuji Maruki, Hiroya Oka, Haruo Suemitsu, and Takami Matsuo
    • 学会等名
      2014 14th International Conference on Control, Automation and Systems,
    • 発表場所
      KINTEX, Gyeonggi-do, Korea
    • 年月日
      2014-10-22 – 2014-10-25
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Adaptive Stabilization of Inverted Pendulum by Two-Step Control Method2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Oka, Kohei Kawano, Yuji Maruki, Haruo Suemitsu, and Takami Matsuo
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2014
    • 発表場所
      北海道大学,札幌市
    • 年月日
      2014-09-10 – 2014-09-12
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Dynamics Estimation of ECG by Recursive Bayesian Filtering2014

    • 著者名/発表者名
      Chisato Matoba, Keisuke Imamasu, Haruo Suemitsu, and Takami Matsuo
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2014
    • 発表場所
      北海道大学,札幌市
    • 年月日
      2014-09-10 – 2014-09-12
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] ホモクリニック軌道追従および台車安定化を用いた倒立振子のスウィング制御2014

    • 著者名/発表者名
      丸木勇治, 川野晃平, 末光治雄, 松尾孝美
    • 学会等名
      第1回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム
    • 発表場所
      電気通信大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 倒立振子の部分的バックステッピング制御の実験的検証2013

    • 著者名/発表者名
      川野晃平,岡 宏弥,甫立 悠,末光治雄,松尾孝美
    • 学会等名
      第32回計測自動制御学会九州支部学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 心臓リズムの非線形モデルと実データによるダイナミクス解析2013

    • 著者名/発表者名
      今増啓介, 的場ちさと, 末光治雄, 松尾孝美
    • 学会等名
      第56回自動制御連合講演会
    • 発表場所
      新潟大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 慣性計測機器を用いたオートチューニング適応微分推定器の性能検証2013

    • 著者名/発表者名
      大羽 健,江口 泰史, 末光治雄, 松尾孝美
    • 学会等名
      第56回自動制御連合講演会
    • 発表場所
      新潟大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] MAT'sLAB(松尾研究室)

    • URL

      http://matlab0.hwe.oita-u.ac.jp

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] MAT'sLAB (松尾研究室)

    • URL

      http://matlab0.hwe.oita-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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