自律ロボット制御用ファジィ型非線形システムの構築及びそのリアプノフ関数構成

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08650504
• 研究機関: 琉球大学
• 研究代表者: 宮城 隼夫 琉球大学, 工学部, 教授 (40112445)
• 研究分担者: 山田 孝治 琉球大学, 工学部, 教授 (90274886) ; 山下 勝己 琉球大学, 工学部, 教授 (60158152)
• キーワード: 自律ロボット / ル-リエ形リアプノフ関数 / ファジィ関係式 / ファジイ推論 / GA / 競合共進化モデル / 意思決定 / 残留ファジィ測度

研究概要

1.自律ロボットをファジィ制御する際、推論機構を含むシステムの安定性について検討する必要がある。すなわち、ファジィ入出力系から構成される非線形性を含むシステムの安定性を解析しなければならない。本年度は、ファジィ入出力系を非線形フィードバックと見なし、ル-リエ形リアプノフ関数による安定性の解析を行った。その結果、これまで提案されてきたファジィ推論機構を安定なものと必ずしも安定性が保証されないものに分類することができた。
2.ファジィ推論機構を構築する一つの手法として、ファジィ関係式を解き、入出力関係を定式化しておく方法がある。昨年度はSup・min合成、Inf・max合成関係式の解法を提案し、ファジィ関係式を知能ロボット制御に役立てる方法について検討した。本年度はs-演算を導入し、これらの合成関係式を短いアルゴリズムで効率よく求めることのできる解法を開発した。
3.自律ロボットを環境に即して進化させ、効率よく適切に行動させることは極めて重要である。本年度は、昨年度のGA(遺伝的アルゴリズム)による学習に加え、競合共進化モデルによる学習について検討した。その結果、互いに競争するような状況においては、競合共進化モデルは優れていることがわかった。
4.ロボットが意思決定し行動するには、ロボットの中に意思決定機構をもたせる必要がある。本年度は、多くの代替案の中から一つの最適な案を選ぶアルゴリズムについて検討した。すなわち、評価項目の重み算出用に残留ファジィ測度の概念を導入し、あいまいな状況下でうまく代替案の点数化が行えるようにした。

研究成果

• [文献書誌] Hayao Miyagi: "Robust Stability of Nonlinear Feedback Systems with Parameter Deviations and Perturbed Nonlinearities" Trans.of the ASME,Journal of Dynamic Systems,Measurement,and Control. 119. 133-135 (1997)
• [文献書誌] Hayao Miyagi: "Stability Analysis of Fuzzy-Type Nonlinear Systems Using the Method of Lyapunov" Proceedings of ITC-CSCC'97(Okinawa,Japan). 1. 499-502 (1997)
• [文献書誌] Yiping Fan: "A Study on Calculating the Weight Vector of Inconsistent Pairwise Comparison Matrix" Proceedings of ITC-CSCC'97(Okinawa,Japan). 1. 491-493 (1997)
• [文献書誌] Moeko Nerome: "Competitive Co-evolution Based Game-Strategy Acquisition Using Packaging Strategies Method" Proceedings of ITC-CSCC(Okinawa,Japan). 1. 471-474 (1997)
• [文献書誌] Hayako Fukumura: "Study on the Solution of Fuzzy Relation Equation with Interval Values" Proceedings of ITC-CSCC(Okinawa,Japan). 1. 495-498 (1997)
• [文献書誌] Hayao Miyagi: "Algorithm for Solution of Fuzzy Relation Equations" Proceedings of IEEE International Conference on Systems,Man and Cybernetics(Orland,Florida). 4. 4005-4009 (1997)
• [文献書誌] 宮城 隼夫: "除外のルールを用いたファジィ関係式の解法" 日本ファジィ学会誌. 1(印刷中). (1998)
• [文献書誌] Hayao Miyagi: "Stable Pattern Classification of Unknown Nonlinear-Feedback Systems" Systems Analysis Modelling Simulation. (掲載決定). (1998)
• [文献書誌] Hajime Asato: "Nonlinear Prediction for Economic Time Series by Neural Networks" Proceedings of CESA'98 in Tunis. (掲載決定). (1998)
• [文献書誌] Yiping Fan: "Multi-Objective Decision-Making Based on the Fuzzy Relation Equations" Proceedings of CESA'98 in Tunis. (掲載決定). (1998)
• [文献書誌] Katsumi Yamashita: "A Design Method of 2-D Volterra Filter with Lattice Orthogonalization" Proceedings of CESA'98 in Tunis. (掲載決定). (1998)