システムノイズを最大限除去する真に実用的な非線形確率最適制御理論の構築

• 研究課題/領域番号: 25820184
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 制御・システム工学
• 研究機関: 鹿児島大学
• 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)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 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: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013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: 確率システム / 安定論 / 非線形制御 / 最適制御 / 外乱減衰

研究成果の概要

まず，システムノイズと安定性との関係が非干渉となるような条件を導き、概不変集合（確率1で不変集合となるような集合）への安定化が可能となる条件を導いた．次に，確率漸近安定性を保証する確率リャプノフ関数の形を二回連続微分可能に限らないようにすることで，確率漸近安定化できるシステムのクラスを拡大できることを示した。そして，確率積分入力状態安定性（確率iISS性）の十分条件を明らかにするとともに，概有界安定性を局所概漸近安定性という名前で提案した。また，ウィーナ過程が安定性を増強させる現象についての解析を押し進め，複雑な非ホロノミックシステムが白色雑音によって安定化される十分条件を導いた。

研究成果

• [雑誌論文] Stabilization by unbounded-variation noises (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuki Nishimura
  • 雑誌名: International Journal of Robust and Nonlinear Control 巻: 81 号: 18 ページ: 4126-4147
  • DOI: 10.1002/rnc.3553
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Stabilization by artificial Wiener processes (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuki Nishimura
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Automatic Control 巻: 62 号: 11 ページ: 3574-3579
  • DOI: 10.1109/tac.2016.2522087
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 同次有限時間整定制御による超音波モータの位置決め制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 西村悠樹，吉野裕之，田中幹也
  • 雑誌名: システム制御情報学会論文誌 巻: 29 号: 6 ページ: 235-241
  • DOI: 10.5687/iscie.29.235
  • NAID: 130005414950
  • ISSN: 1342-5668, 2185-811X
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] An iISS framework for stochastic robustness of interconnected nonlinear systems (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Ito, Yuki Nishimura
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Automatic Control 巻: 61 号: 6 ページ: 1508-1523
  • DOI: 10.1109/tac.2015.2471777
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 同次制御に基づくアクティブ動吸振器の制振性能解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西村悠樹, 石丸裕二, 近藤英二, 中尾光博
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集 巻: 81 号: 832 ページ: 15-00373-15-00373
  • DOI: 10.1299/transjsme.15-00373
  • NAID: 130005118100
  • ISSN: 2187-9761
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Lyapunov stability for dynamical systems driven by rough paths (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuki Nishimura
  • 雑誌名: IFAC-PapersOnLine 巻: 48 号: 11 ページ: 994-999
  • DOI: 10.1016/j.ifacol.2015.09.322
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Quasi-optimal regulators for nonholonomic systems driven by rough paths (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuki Nishimura
  • 雑誌名: IFAC-PapersOnLine 巻: 48 号: 13 ページ: 51-56
  • DOI: 10.1016/j.ifacol.2015.10.213
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] アクティブ動吸振器における外乱状態抑制性能の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 石丸裕二, 西村悠樹, 近藤英二
  • 学会等名: 計測自動制御学会 第3回制御部門マルチシンポジウム
  • 発表場所: 南山大学名古屋キャンパス（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2016-03-07
• [学会発表] 超音波モータ制御のためのモデリング手法の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 佐久間裕, 西村悠樹
  • 学会等名: 計測自動制御学会 第3回制御部門マルチシンポジウム
  • 発表場所: 南山大学名古屋キャンパス（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2016-03-07
• [学会発表] 外乱状態安定性に基づく有限時間整定制御のチャタリング低減実験 (2016)
  • 著者名/発表者名: 吉野裕之, 西村悠樹
  • 学会等名: 計測自動制御学会 第3回制御部門マルチシンポジウム
  • 発表場所: 南山大学名古屋キャンパス（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2016-03-07
• [学会発表] 非線形システムの確率漸近安定化における性質と適用可能範囲 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西村悠樹
  • 学会等名: 第58回自動制御連合講演会
  • 発表場所: 神戸大学六甲台第2キャンパス（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-11-14
• [学会発表] McShane型人工Wiener過程による非ホロノミックシステムの確率指数安定化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 原希実, 西村悠樹
  • 学会等名: 第59回システム制御情報学会研究発表講演会
  • 発表場所: 中央電気倶楽部（大阪府大阪市）
  • 年月日: 2015-05-20
• [学会発表] 同次有限時間整定制御による超音波モータの位置決め制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 吉野裕之, 西村悠樹
  • 学会等名: 第59回システム制御情報学会研究発表講演会
  • 発表場所: 中央電気倶楽部（大阪府大阪市）
  • 年月日: 2015-05-20
• [学会発表] Control design of active dynamic vibration absorber based on homogeneous control Lyapunov functions (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Ishimaru, Y. Nishimura, E. Kondo, and M. Nakao
  • 学会等名: The 2014 IEEE Multi-conference on Systems and Control
  • 発表場所: アンティーブ（フランス）
  • 年月日: 2014-10-08 – 2014-10-10
• [学会発表] Almost restoring problem of deterministic asymptotic stability against additive noises (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuki Nishimura
  • 学会等名: The 2014 IEEE Multi-conference on Systems and Control
  • 発表場所: アンティーブ（フランス）
  • 年月日: 2014-10-08 – 2014-10-10
• [学会発表] LQI servo control model for ultrasonic motor with nonlinear compensation (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Sakuma, Y. Nishimura, E. Kondo, M. Nakao, and K. Tanaka
  • 学会等名: SICE Annual Conference 2014
  • 発表場所: 北海道大学（北海道・札幌市）
  • 年月日: 2014-09-09 – 2014-09-12
• [学会発表] A bridge between stochastic and deterministic asymptotic stability with convergence rates and intensity rates (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuki Nishimura
  • 学会等名: The 21th International Symposium on Mathematical Theory of Networks and Systems (MTNS 2014)
  • 発表場所: フローニンゲン（オランダ）
  • 年月日: 2014-07-07 – 2014-07-11
• [学会発表] 同次制御リャプノフ関数に基づくアクティブ動吸振器の制御設計 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石丸裕二，西村悠樹，近藤英二，中尾光博
  • 学会等名: 第58回システム制御情報学会研究発表講演会
  • 発表場所: 京都テルサ（京都府・京都市）
  • 年月日: 2014-05-21 – 2014-05-23
• [学会発表] 超音波モータの非線形動特性解析とサーボ制御モデリング (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐久間悠，西村悠樹，近藤英二，中尾光博，田中幹也
  • 学会等名: 第58回システム制御情報学会研究発表講演会
  • 発表場所: 京都テルサ（京都府・京都市）
  • 年月日: 2014-05-21 – 2014-05-23
• [学会発表] 厳密微分器による超音波モータのサーボ制御性能改善 (2014)
  • 著者名/発表者名: 樋口裕太郎，西村悠樹，近藤英二，中尾光博
  • 学会等名: 第46回計測自動制御学会北海道支部学術講演会
  • 発表場所: 札幌市
• [学会発表] 再訪！確率Lyapunov安定論 (2013)
  • 著者名/発表者名: 西村悠樹
  • 学会等名: 第57回システム制御情報学会研究発表講演会
  • 発表場所: 神戸市
• [学会発表] Stability analysis of dynamical systems randomized by multi-dimensional Wiener processes (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuki Nishimura
  • 学会等名: SICE Annual Conference 2013
  • 発表場所: Nagoya, Japan
• [学会発表] Stabilization of Brockett integrator using Sussmann-type artificial Wiener processes (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuki Nishimura
  • 学会等名: The 52nd IEEE Conference on Decision and Control
  • 発表場所: Florence, Italy
• [備考] 鹿児島大学工学部機械工学科西村研究室
  • URL: http://www.mech.kagoshima-u.ac.jp/~yunishi/
• [備考] 鹿児島大学工学部機械工学科西村研究室
  • URL: http://www.mech.kagoshima-u.ac.jp/~yunishi/