オペレータ法、適応手法と機械学習を組み合わせた故障早期検出と早期耐故障制御

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17K06225
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: とう 明聡 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20295124)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: オペレータ法 / 適応手法 / 機械学習法 / 早期故障検出 / 早期耐故障制御 / 非線形制御 / プラント実験装置

研究実績の概要

令和元年度は以下の研究実績を得た。研究課題1において提案法をより広く適用するための検討を行い、数値シミュレーションを行った。研究課題2において、Support Vector Regression(SVR)による方法にいて再検討し、形状係数推定値のオンライン手法を再検討した。研究課題3において機械学習法の改良では、One-Class SVMを用い、課題1、2での手法との比較を行った。課題4において早期耐故障制御法の考案では、より複雑な非線形系の場合への耐故障制御法の拡張、および、数値シミュレーションによる検証を行った。研究課題5において引き続き、大規模分散制御システム（DCS）を用いて早期故障検出および早期故障耐性制御の実験を行った。

研究成果

• [雑誌論文] An Operator-based Nonlinear Vibration Control System Using a Flexible Arm with Shape Memory Alloy (2020)
  • 著者名/発表者名: Matsumori Hiroki、Deng Ming-Cong、Noge Yuichi
  • 雑誌名: International Journal of Automation and Computing 巻: 17 ページ: 139～150
  • DOI: 10.1007/s11633-018-1149-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isomorphism-based robust right coprime factorization for uncertain nonlinear feedback systems (2020)
  • 著者名/発表者名: Jin Longguo、Bu Ni、Deng Mingcong
  • 雑誌名: Science China Information Sciences 巻: 63 ページ: 209202
  • DOI: 10.1007/s11432-018-9619-4
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Robust fault tolerant tracking control for the multi-joint manipulator based on operator theory (2020)
  • 著者名/発表者名: Bu Ni、Pang Jinxin、Deng Mingcong
  • 雑誌名: Journal of the Franklin Institute 巻: 357 ページ: 2696～2714
  • DOI: 10.1016/j.jfranklin.2019.11.081
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Operator-based robust nonlinear free vibration control of a flexible plate with unknown input nonlinearity (2020)
  • 著者名/発表者名: G. Jin, M. Deng
  • 雑誌名: IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica 巻: 7 ページ: 442~450
  • DOI: 10.1109/JAS.2020.1003042
  • 査読あり
• [雑誌論文] Model Predictive Control of Multivariable Plants Using Interactor and Solving Procedure of Matrix Polynomial Diophantine Equations (2020)
  • 著者名/発表者名: INOUE Akira、DENG Mingcong、SATO Takao、YANOU Akira、HENMI Tomohiro
  • 雑誌名: SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration 巻: 13 ページ: 84～89
  • DOI: 10.9746/jcmsi.13.84
  • 査読あり
• [雑誌論文] DCS devices based non-linear process control system design for plants with distributed time-delay using particle filter (2019)
  • 著者名/発表者名: Deng Ming-cong、Fujii Ryohei
  • 雑誌名: Journal of Central South University 巻: 26 ページ: 3351～3358
  • DOI: 10.1007/s11771-019-4258-5
  • 査読あり
• [学会発表] ChangeFinderとSVMを用いたタンクシステムの故障検知および耐性制御 (2020)
  • 著者名/発表者名: 古川 陽介, 鄧明聡, 野下 裕市
  • 学会等名: 電気学会制御研究会
• [学会発表] Operator-based nonlinear fault detection and fault tolerance control for microreactor with generalized Gaussian function (2019)
  • 著者名/発表者名: Y. Ogihara, M. Deng and Y. Noge
  • 学会等名: 1st International Conference on Industrial Artificial Intelligence
  • 国際学会
• [学会発表] Operator-Based Robust Fault Tolerance Control for Uncertain Nonlinear Microreactors with Coupling Effects (2019)
  • 著者名/発表者名: M. Deng, A. Koyama
  • 学会等名: 2019 American Control Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Operator Based Robust Nonlinear Vibration Control of Load-attached Flexible Arm Actuated by Single-sided SMA (2019)
  • 著者名/発表者名: I. Kashiwagi, T. Koide, M. Deng and Y. Noge
  • 学会等名: 2019 International Conference on Advanced Mechatronic Systems
  • 国際学会
• [学会発表] Operator-based Nonlinear Feedback Control Design Under Denial of Service Attack (2019)
  • 著者名/発表者名: B. Ueki, M. Deng and Y. Noge
  • 学会等名: 2019 International Conference on Advanced Mechatronic Systems
  • 国際学会
• [学会発表] Modeling of a spiral heat exchanger using fractional order equation and GPU (2019)
  • 著者名/発表者名: G. Dong, M. Deng and L. Jin
  • 学会等名: 2019 International Conference on Advanced Mechatronic Systems
  • 国際学会
• [学会発表] Online Human Multi-joint Arm’s Viscoelasticity Estimation during Movement (2019)
  • 著者名/発表者名: T. Kataguchi, M. Deng and Y. Noge
  • 学会等名: 2019 International Conference on Advanced Mechatronic Systems
  • 国際学会
• [学会発表] Experimental Research on Nonlinear Process Output Estimation System by DCS Devices (2019)
  • 著者名/発表者名: H. Naka, M. Deng and Y. Noge
  • 学会等名: 2019 International Conference on Advanced Mechatronic Systems
  • 国際学会
• [学会発表] オペレータ理論に基づく降圧コンバータを用いたWPTシステムの非線形制御系設計 (2019)
  • 著者名/発表者名: 高須 光輝, 鄧 明聡, 野下 裕市
  • 学会等名: 電気学会制御研究会
• [学会発表] 3-DOFマイクロハンドのモデリングおよび実験システム構築 (2019)
  • 著者名/発表者名: 川村 修平, 須谷 瑞樹, 鄧 明聡, 野下 裕市
  • 学会等名: 電気学会制御研究会
• [学会発表] ペルチェ素子を用いた単一容器閉鎖型熱量測定法に関する研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 三ツ木 和也, 野下 裕市, 鄧 明聡
  • 学会等名: 電気学会制御研究会
• [学会発表] 片側アクチュエータを用いた負荷付きフレキシブルアームの非線形振動制御 (2019)
  • 著者名/発表者名: 柏木 格, 小出 智貴, 鄧 明聡, 野下 裕市
  • 学会等名: 電気学会制御研究会
• [学会発表] むだ時間のある多変数モデル予測制御系の構成 (2019)
  • 著者名/発表者名: 井上 昭, 鄧 明聡, 矢納 陽, 佐藤 孝雄
  • 学会等名: 電気学会制御研究会
• [学会発表] 一般化ガウス関数を用いたマイクロリアクタの非線形故障検知および故障耐性制御 (2019)
  • 著者名/発表者名: 荻原 美樹, 鄧 明聡, 野下 裕市
  • 学会等名: 電気学会制御研究会
• [学会発表] DoS攻撃下におけるオペレータ理論に基づく非線形制御 (2019)
  • 著者名/発表者名: 植木 文太郎, 鄧 明聡, 野下祐市
  • 学会等名: 電気学会制御研究会