非可縮多様体上の時変システムの大域的制御

• 研究課題/領域番号: 26870711
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 機械力学・制御; 制御・システム工学
• 研究機関: 立命館大学
• 研究代表者: 福井 善朗 立命館大学, 情報理工学部, 助教 (30710652)
• 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: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2015年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2014年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 時変システム / 多様体 / 制御Lyapunov関数 / 局所半凹関数 / 一般化微分 / 可到達微分 / 非線形制御

研究成果の概要

本研究では，多様体上で定義された時変/時不変な非線形システムを対象とし，微分不可能な制御Lyapunov関数(CLF)を使った大域的な制御則の設計法について研究した．
大域的な局所半凹なCLFの設計法として，時変なシステムを考慮した最小射影法を提案するとともに，多層最小射影法でCLFを設計する際に必要となる，層（多層空間）の設計法も提案した．提案法は移動体による未知空間の探索制御に適用可能であるメリットがある．さらに，研究の副産物として，局所半凹なCLFに対する種々の一般化同士の関係を解析するとともに，本研究で得られた研究成果をロボット制御の一種である受動速度場制御に応用した．

研究成果

• [雑誌論文] Convergence Error Analysis of DSM with Dual-Decomposition for the Smart Grid (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshiro Fukui, Shiro Yano and Tadahiro Taniguchi
  • 雑誌名: SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration 巻: 9 ページ: 1-7
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 多層最小射影法による局所半凹実用制御Lyapunov関数の設計 (2015)
  • 著者名/発表者名: 福井 善朗, 中村 文一
  • 雑誌名: 計測自動制御学会論文集 巻: 51 号: 12 ページ: 803-813
  • DOI: 10.9746/sicetr.51.803
  • NAID: 130005114048
  • ISSN: 0453-4654, 1883-8189
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 多様体上で定義された時変な大域的制御Lyapunov関数の設計 (2017)
  • 著者名/発表者名: 福井 善朗
  • 学会等名: 第4回計測自動制御部門マルチシンポジウム
  • 発表場所: 岡山大学 津島キャンパス(岡山県岡山市)
  • 年月日: 2017-03-09
• [学会発表] 局所漸近安定性と有限時間整定性を有するロボットの適応的軌道追従制御 (2017)
  • 著者名/発表者名: 藤城 十郎, 福井 善朗
  • 学会等名: 第4回計測自動制御部門マルチシンポジウム
  • 発表場所: 岡山大学 津島キャンパス(岡山県岡山市)
  • 年月日: 2017-03-07
• [学会発表] Passive Velocity Field Control with Discontinuous Desired Fields: Non-smooth Potential Gradient Vector Field (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshiro Fukui and Takahiro Wada
  • 学会等名: 56th IEEE Conference on Decision and Control
  • 国際学会
• [学会発表] Search control on unknown environment using shortest path calculation and Lyapunov technique (2017)
  • 著者名/発表者名: Takashi Betsuyaku and Yoshiro Fukui
  • 学会等名: The IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics
  • 国際学会
• [学会発表] Theoretical Analysis of Finite-time PD Control for Robot Manipulators (2017)
  • 著者名/発表者名: Juro Fujishiro, Yoshiro Fukui and Takahiro Wada
  • 学会等名: The SICE Annual Conference 2017
  • 国際学会
• [学会発表] 不連続な速度場に対する受動速度場追従制御：周期的軌道追従タスクの場合 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田中 彩, 福井 善朗
  • 学会等名: 第60回自動制御連合講演会
• [学会発表] 1リンクマニピュレータの位置決め問題に対する有限時間整定型適応制御の安定性解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 藤城 十郎, 福井 善朗, 和田 隆広
  • 学会等名: 第60回自動制御連合講演会
• [学会発表] 有限時間整定PID制御に対する局所漸近安定性解析：特定ゲインの場合 (2017)
  • 著者名/発表者名: 福井 善朗, 藤城 十郎, 和田 隆広
  • 学会等名: 第60回自動制御連合講演会
• [学会発表] 最短経路計算とLyapunov 関数を用いた未知空間探索制御 (2017)
  • 著者名/発表者名: 別役 昂志, 福井 善朗
  • 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] Velocity field control with energy compensation toward therapeutic exercise (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshiro Fukui, Takahiro Wada
  • 学会等名: 55th IEEE Conference on Decision and Control
  • 発表場所: Las Vegas, USA
  • 年月日: 2016-12-12
  • 国際学会
• [学会発表] Passive Velocity Field Control with discontinuous desired velocity fields (2016)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Kunimune, Yoshiro Fukui, Takahiro Wada
  • 学会等名: IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics
  • 発表場所: Qingdao, China
  • 年月日: 2016-12-05
  • 国際学会
• [学会発表] ベルト駆動型2リンクロボットアームの位置決め精度の向上に向けて (2016)
  • 著者名/発表者名: 濱本 敏成, 和田 隆広, 福井 善朗, 的場俊亮
  • 学会等名: 第35回計測自動制御学会九州支部学術講演会
  • 発表場所: 佐賀大学 本庄キャンパス(佐賀県佐賀市)
  • 年月日: 2016-11-27
• [学会発表] 不連続な速度場に対する受動速度場追従制御の受動性解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 國宗 智寛, 福井 善朗, 和田 隆広
  • 学会等名: 第59回自動制御連合講演会
  • 発表場所: 北九州国際会議場(福岡県北九州市)
  • 年月日: 2016-11-10
• [学会発表] Finite-time PD Control of Robot Manipulators with Adaptive Gravity Compensation (2016)
  • 著者名/発表者名: Juro Fujishiro, Yoshiro Fukui and Takahiro Wada
  • 学会等名: IEEE Multi-Conference on Systems and Control 2016
  • 発表場所: Buenos Aires, Argentina
  • 年月日: 2016-09-21
  • 国際学会
• [学会発表] Necessary and sufficient condition for locally semiconcave practical control Lyapunov functions (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshiro Fukui
  • 学会等名: NOLCOS 2016, 10th IFAC Symposium on Nonlinear Control Systems
  • 発表場所: Marriott Hotel Monterey, California, USA.
  • 年月日: 2016-08-23
  • 国際学会
• [学会発表] ROS を用いた非標準的な実装構造を持つ移動ロボットシステム (2016)
  • 著者名/発表者名: 別役 昂志, 福井 善朗, 和田 隆広
  • 学会等名: 第60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: 2016-05-25
• [学会発表] 局所半凹実用制御Lyapunov関数に対する可到達勾配の計算 (2016)
  • 著者名/発表者名: 福井 善朗
  • 学会等名: 第2回計測自動制御部門マルチシンポジウム(MSCS2016)
  • 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] Adaptive trajectory tracking control with finite-time stability for robot manipulators (2015)
  • 著者名/発表者名: Juro Fujishiro, Yoshiro Fukui and Takahiro Wada
  • 学会等名: 2015 International Automatic Control Conference (CACS 2015)
  • 発表場所: Yilan, Taiwan
  • 年月日: 2015-11-20
  • 国際学会
• [学会発表] Space design for the multilayer minimum projection method in nonsmooth control Lyapunov function design (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshiro Fukui
  • 学会等名: 2015 International Automatic Control Conference (CACS 2015)
  • 発表場所: Yilan, Taiwan
  • 年月日: 2015-11-20
  • 国際学会
• [学会発表] 局所半凹実用制御Lyapunov関数に対して方向微分を組み合わせても分解微分が得られるとは限らない (2015)
  • 著者名/発表者名: 北川 諒, 福井 善朗, 和田 隆広
  • 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(工学部)(兵庫県神戸市)
  • 年月日: 2015-11-15
• [学会発表] 一次元システムに対する有限時間整定制御のためのサンプリング時間設計 (2015)
  • 著者名/発表者名: 南部 克也, 福井 善朗, 和田 隆広
  • 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(工学部)(兵庫県神戸市)
  • 年月日: 2015-11-15
• [学会発表] 有限時間整定性を有するロボットアームに対する軌道追従型適応制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤城 十郎, 福井 善朗, 和田 隆広
  • 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(工学部)(兵庫県神戸市)
  • 年月日: 2015-11-15
• [学会発表] 多層最小射影法によるポテンシャル関数を用いた自動車の走行制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: Feng Tao, 福井 善朗, 和田 隆広
  • 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(工学部)(兵庫県神戸市)
  • 年月日: 2015-11-14
• [学会発表] 有限時間整定性を持つ1リンクロボットアームに対する軌道追従型適応制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤城 十郎, 福井 善朗, 和田 隆広
  • 学会等名: 第33回日本ロボット学会学術講演会（RSJ2015）
  • 発表場所: 東京電機大学 東京千住キャンパス（東京都足立区）
  • 年月日: 2015-09-03
• [学会発表] 特異点消去付き多層最小射影法による局所半凹制御Lyapunov関数の設計 (2015)
  • 著者名/発表者名: 福井 善朗, 中村 文一
  • 学会等名: 第2回計測自動制御部門マルチシンポジウム
  • 発表場所: 東京電機大学（東京都）
  • 年月日: 2015-03-05
• [学会発表] Velocity Field Control with Energy Compensation toward Therapeutic Exercise (2014)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Shogaki, Takahiro Wada, Yoshiro Fukui
  • 学会等名: The 2014 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics
  • 発表場所: Bali(Indonesia)
  • 年月日: 2014-12-09
• [学会発表] Tracking Control of Two Holonomic Robots in Formation without Collision (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshiro Fukui, Takahiro Wada
  • 学会等名: The 2014 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics
  • 発表場所: Bali(Indonesia)
  • 年月日: 2014-12-08
• [学会発表] マイクロマウス北陸同好会の活動報告 (2014)
  • 著者名/発表者名: 飯田 一輝，福井 善朗
  • 学会等名: 第57回自動制御連合講演会
  • 発表場所: ホテル天坊(群馬県）
  • 年月日: 2014-11-10
• [学会発表] 立命館大学におけるマイクロマウス競技の普及に関する活動報告 (2014)
  • 著者名/発表者名: 福井 善朗
  • 学会等名: 第57回自動制御連合講演会
  • 発表場所: ホテル天坊(群馬県）
  • 年月日: 2014-11-10
• [学会発表] Dynamical Obstacle Avoidance Control via Minimum Projection Method Toward a Compact Set (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshiro Fukui
  • 学会等名: SICE Annual Conference 2014
  • 発表場所: 北海道大学（北海道）
  • 年月日: 2014-09-12
• [学会発表] 厳密な線形化とRifford-Sontag型制御による２台ロボットの同時トラッキング制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 福井 善朗
  • 学会等名: 第32回日本ロボット学会学術講 演会
  • 発表場所: 九州産業大学(福岡県)
  • 年月日: 2014-09-04