高機能ロバスト非線形制御系設計法の構築

• 研究課題/領域番号: 26420418
• 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: 神戸大学
• 研究代表者: 増淵 泉 神戸大学, システム情報学研究科, 教授 (90283150)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2014年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
• キーワード: ロバスト制御 / 非線形制御 / 不連続システム / ゲインスケジュールド制御 / 線形行列不等式 / ロバスト最適化 / リアプノフ密度 / 離散値出力による制御 / 安定性解析 / 合意制御

研究成果の概要

本研究では、線形行列不等式(LMI)に基づく制御系設計、ロバスト性解析、ハイブリッド・非線形システムの安定性解析の理論を発展させ、以下の項目に関する成果を得た。
(1) ①LMIによる新たな離散時間ゲインスケジュールド(GS)制御系設計法、②ロバスト最適化問題の有限次元緩和と厳密性検証、③GS制御系設計法の応用例、(2) ①切替型のGS補償器の設計法、②離散値フィードバックによるマルチエージェント系の制御、(3) ①リアプノフ密度を用いた不連続な右辺を持つシステムの安定性解析、②リアプノフ密度を用いた解軌道の指数収束性解析、③リアプノフ密度を用いた非線形時変システムの安定性解析。

研究成果

• [雑誌論文] Lyapunov density for almost attraction of nonlinear time-varying systems: a condition without assuming local stability (2017)
  • 著者名/発表者名: Izumi Masubuchi and Takahiro Kikuchi
  • 雑誌名: Proceedings of the 25th Mediterranean Conference on Control and Automation 巻: - ページ: 169-173
  • 査読あり
• [雑誌論文] Consensus-based rendezvous control of double integrators via binary relative positions and velocity feedback (2017)
  • 著者名/発表者名: Izumi Masubuchi and Shohei Sakaguchi
  • 雑誌名: IMA Journal of Mathematical Control and Information 巻: - 号: 4 ページ: 1371-1389
  • DOI: 10.1093/imamci/dnx033
  • NAID: 120006551682
  • 査読あり
• [雑誌論文] Exponential convergence analysis of nonlinear systems via Lyapunov densities (2017)
  • 著者名/発表者名: Tsukasa Sakaguchi and Izumi Masubuchi
  • 雑誌名: Proceedings of the SICE Annual Conference 2017 巻: - ページ: 369-372
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lyapunov Density for Almost Attraction of Nonlinear Time-Varying Systems: A Condition without Assuming Local Stability (2017)
  • 著者名/発表者名: Izumi Masubuchi and Takahiro Kikuchi
  • 雑誌名: Proceedings of the 25th Mediterranean Conference on Control and Automation 巻: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gain-scheduled control via switching of LTI controllers and state reset (2016)
  • 著者名/発表者名: Izumi Masubuchi, Shota Ishii, Yuzo Ohta, and Masami Saeki
  • 雑誌名: Asian Journal of Control 巻: 18 号: 5 ページ: 1619-1629
  • DOI: 10.1002/asjc.1272
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of almost-everywhere stability of a class of discontinuous systems via Lyapunov densities (2016)
  • 著者名/発表者名: Izumi Masubuchi and Yuzo Ohta
  • 雑誌名: Proceedings of the 15th European Control Conference 巻: - ページ: 567-574
  • DOI: 10.1109/ecc.2016.7810345
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improved results on discrete-time gain-scheduled controller synthesis via parameter-dependent LMIs (2016)
  • 著者名/発表者名: Izumi Masubuchi and Yuta Yabuki
  • 雑誌名: Proceedings of the SICE International Symposium on Control Systems 2016 巻: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of almost-everywhere stability of a class of discontinuous systems via Lyapunov densities (2016)
  • 著者名/発表者名: Izumi Masubuchi and Yuzo Ohta
  • 雑誌名: Proceedings of the 2016 European Control Conference 巻: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gain-scheduled control of attitude of a satellite: synthesis via G-scaling (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshinobu Suzuki, Izumi Masubuchi and Yuzo Ohta
  • 雑誌名: Proceedings of the SICE Annual Conference 巻: - ページ: 1009-1012
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Lyapunov-density result for stability analysis of a class of discontinuous nonlinear systems (2015)
  • 著者名/発表者名: Izumi Masubuchi and Yuzo Ohta
  • 雑誌名: Proceedings of the SICE International Symposium on Control Systems 2015 巻: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gain-scheduled control of attitude of a satellite: synthesis via G-scaling (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshinobu Suzuki, Izumi Masubuchi and Yuzo Ohta
  • 雑誌名: Proceedings of the SICE Annual Conference 2015 巻: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Constrained Tracking Control Algorithm for Linear Systems Based on a Spline-type Parameter-dependent Lyapunov Function (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Wada, M. Saeki and I. Masubuchi
  • 雑誌名: International Journal of Robust and Nonlinear Control 巻: 24 号: 12 ページ: 1-20
  • DOI: 10.1002/rnc.3183
  • 査読あり
• [学会発表] リアプノフ密度による非線形システムの指数収束性を有するフィードバック制御 (2018)
  • 著者名/発表者名: 阪口宰，増淵泉
  • 学会等名: 第5回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム
• [学会発表] リアプノフ密度による非線形時変システムの収束性の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 菊池貴大，増淵泉
  • 学会等名: 第61回システム制御情報学会研究発表講演会
• [学会発表] リアプノフ密度による非線形システムの指数安定性の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 阪口宰，増淵泉
  • 学会等名: 平成28年度計測自動制御学会関西支部・システム制御情報学会 若手研究発表会
  • 発表場所: 大阪大学（大阪府・吹田市）
• [学会発表] 二値の観測量を用いた二重積分器のダイナミクス持つマルチエージェントシテムの合意位置制御 (2017)
  • 著者名/発表者名: 阪口翔平，増淵泉
  • 学会等名: 平成28年度計測自動制御学会関西支部・システム制御情報学会 若手研究発表会
  • 発表場所: 大阪大学（大阪府・吹田市）
• [学会発表] 拡大LMIを用いた１時刻前のスケジューリングパラメータ値を併用する離散時間ゲインスケジュールド制御器の設計 (2017)
  • 著者名/発表者名: 矢吹裕大，増淵泉
  • 学会等名: 平成28年度計測自動制御学会関西支部・システム制御情報学会 若手研究発表会
  • 発表場所: 大阪大学（大阪府・吹田市）
• [学会発表] リアプノフ密度による不連続なベクトル場を持つ非線形システムの安定解析およびその計算法 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高木淳平，増淵泉，太田 有三
  • 学会等名: 第58回自動制御連合講演会
  • 発表場所: 神戸大学（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2015-11-14
• [学会発表] 1時刻前のスケジューリングパラメータ値を併用する離散時間ゲインスケジュールド制御器の性能について (2015)
  • 著者名/発表者名: 矢吹裕大，増淵泉，太田 有三
  • 学会等名: 第58回自動制御連合講演会
  • 発表場所: 神戸大学（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2015-11-14
• [学会発表] リアプノフ密度を用いた区分的C1システムの非線形制御則の計算 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高木淳平，増淵泉，太田有三
  • 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 – 2015-05-22
• [学会発表] リアプノフ密度を用いた区分的C1 システムの非線形制御則の計算 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高木淳平，増淵泉，太田有三
  • 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] 人工衛星の姿勢制御におけるゲインスケジュールド補償器の簡単化について (2015)
  • 著者名/発表者名: 鈴木芳信，増淵泉，太田有三
  • 学会等名: 計測自動制御学会関西支部・システム制御情報学会 若手研究発表会
  • 発表場所: 大阪大学（大阪府吹田市）
  • 年月日: 2015-01-16
• [学会発表] 人工衛星を対象としたG スケーリングによるゲインスケジュールド補償器の設計 (2014)
  • 著者名/発表者名: 鈴木芳信，増淵泉，太田有三
  • 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