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2019 年度 実績報告書

非マルコフモデルと不連続フィードバックに基づく非線形確率ロバスト制御理論の構築

研究課題

研究課題/領域番号 17H03282
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)

研究分担者 星野 健太  京都大学, 情報学研究科, 助教 (10737498)
佐藤 訓志  大阪大学, 工学研究科, 准教授 (60533643)
中村 文一  東京理科大学, 理工学部電気電子情報工学科, 准教授 (70362837)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード確率システム / 非線形制御 / リャプノフ安定論 / 有限時間整定制御 / ラフパス解析 / 振動抑制制御
研究実績の概要

福祉ロボットやSiCインバータの制御など超スマート社会に必要な技術の多くは不規則振動に悩まされる。本研究の目的は,これら非線形システムの不規則振動を把握・制御するために,確率制御理論を通常の非線形制御理論と統合し,真に実用的なシステムノイズ除去・低減のための確率安定性理論を構築することである。具体的には,非線形確率システムの多岐にわたる特異な性質を定性的・定量的に解析し,実システムに対して適用が容易な非線形確率ロバスト制御を開発し,提案する理論の有用性を数値シミュレーションならびに各種実機実験で示すことを目的としている。
当該年度の実績は次の通りであった。まず,確率リャプノフ安定論を実応用展開させるための準備として,1)ラフパス解析に基づく再解釈を行うとともに,2)確率有限時間安定性の更なる拡張を行い,3)スライディングモード制御の確率安定論的解釈を試み,4)確率最適制御問題の数値解析法を発展させ,4)概有界性解析が可能なシステムを拡大した。さらに,5)主として研究代表者のこれまでの確率安定論への寄与を解析記事としてまとめた。応用面では,6)確率有界性解析と確率有界化制御の宇宙機への応用展開を行い,7)ノイズを含む障害物回避のための確率制振制御設計を行った。また,8)超音波モータのサーボ制御問題に対し,確率制御リャプノフ関数に基づいたチャタリング低減と高速整定を同時に達成する制御設計を行い,実機実験によりその有用性を確かめた。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 13件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Local Controllability of Single-Input Nonlinear Systems Based on Deterministic Wiener Processes2020

    • 著者名/発表者名
      Nishimura Yuki、Tsubakino Daisuke
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Automatic Control

      巻: 65 ページ: 354~360

    • DOI

      10.1109/TAC.2019.2912452

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 確率リャプノフ安定論~ノイズが導く多様な安定性2020

    • 著者名/発表者名
      西村悠樹
    • 雑誌名

      システム/制御/情報(別冊『確率システムシンポジウム50回記念』特集号』)

      巻: 64B ページ: 34~39

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Conditions of almost sure boundedness and practical asymptotic stability of continuous-time stochastic systems2020

    • 著者名/発表者名
      Hoshino Kenta、Nishimura Yuki
    • 雑誌名

      Proceedings of IFAC World Congress 2020

      巻: - ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stochastic bounded stability in the three-body problem with probabilistic uncertainty using port-Hamiltonian representation2020

    • 著者名/発表者名
      T. Nishishita、S. Satoh、K. Yamada
    • 雑誌名

      Aerospace Technology Japan

      巻: - ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stochastic disturbance attenuation based on nonlinear compensator2019

    • 著者名/発表者名
      Kimura Shuma、Nishimura Yuki
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2019 International Symposium on Nonlinear Theory & Its Applications

      巻: - ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] On Stochastic Finite-Time Stabilization with Continuous State-Feedback Controllers2019

    • 著者名/発表者名
      Hoshino Kenta、Nishimura Yuki
    • 雑誌名

      IFAC-PapersOnLine

      巻: 52 ページ: 204~209

    • DOI

      10.1016/j.ifacol.2019.11.779

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stochastic Lyapunov Stability for Rough Differential Equations2019

    • 著者名/発表者名
      Nishimura Yuki
    • 雑誌名

      Proceedings of 2019 European Control Conference

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.23919/ECC.2019.8796199

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Iterative feedback tuning for Hamiltonian systems based on variational symmetry2019

    • 著者名/発表者名
      Satoh Satoshi、Fujimoto Kenji
    • 雑誌名

      International Journal of Robust and Nonlinear Control

      巻: 29 ページ: 5845~5865

    • DOI

      10.1002/rnc.4692

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stochastic stabilization of rigid body motion of a spacecraft on SE(3)2019

    • 著者名/発表者名
      Tasaka Naoya、Satoh Satoshi、Hatanaka Takeshi、Yamada Katsuhiko
    • 雑誌名

      International Journal of Control

      巻: - ページ: 1~8

    • DOI

      10.1080/00207179.2019.1637544

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Introduction to an iterative solution method for nonlinear stochastic optimal control problems2019

    • 著者名/発表者名
      Satoh Satoshi
    • 雑誌名

      Proceedings of SICE 2019 Annual Conference

      巻: - ページ: 1082~1084

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Attitude estimation for a spacecraft based on stochastic control theory2019

    • 著者名/発表者名
      Satoh Satoshi
    • 雑誌名

      Proceedings of SICE 2019 Annual Conference

      巻: - ページ: 545~547

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stochastic systems modeling and stabilization of the attitude of a spacecraft2019

    • 著者名/発表者名
      N. Tasaka、S. Satoh、K. Yamada
    • 雑誌名

      Proceedings of the 32nd International Symposium on Space Technology and Science

      巻: - ページ: 2019-d-006

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stochastic bounded stability in the three-body problem with probabilistic uncertainty using port-Hamiltonian representation2019

    • 著者名/発表者名
      T. Nishishita, S. Satoh and K. Yamada
    • 雑誌名

      Proceedings of the 32nd International Symposium on Space Technology and Science

      巻: - ページ: 2019-d-013

    • 査読あり
  • [学会発表] ある非平滑確率リャプノフ関数に基づく確率制振制御について2020

    • 著者名/発表者名
      西村悠樹
    • 学会等名
      第7回制御部門マルチシンポジウム
  • [学会発表] 線形ドリフト・アフィン拡散確率システムの制御法に関する一考察2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤訓志、関口和真
    • 学会等名
      第7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] ラフパス解析に基づく制御理論~劣駆動システムを例題に~2019

    • 著者名/発表者名
      西村悠樹
    • 学会等名
      第62回自動制御連合講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] ラフパス解析に基づく確率リャプノフ安定論の再構築可能性について2019

    • 著者名/発表者名
      西村悠樹
    • 学会等名
      第62回自動制御連合講演会
  • [学会発表] 非線形確率制御を用いたフォーメーションフライト制御に関する一考察2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤訓志、山田克彦
    • 学会等名
      第63回宇宙科学技術連合講演会
  • [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] 真なるダイナミクスの追究による次世代システム制御理論調査研究会

    • URL

      http://truedyn.sice-ctrl.jp/

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公開日: 2021-01-27  

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