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2013 年度 実績報告書

国際規格に準拠してレンジ逸脱に対する安全性を制御則で実現する日本発の新技術

研究課題

研究課題/領域番号 22560440
研究機関東京海洋大学

研究代表者

陶山 貢市  東京海洋大学, 海洋科学技術研究科, 教授 (80226612)

研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2014-03-31
キーワード安全性 / 国際規格 / 制御システム / 制御レンジ / 制御性能 / 制御則 / 耐故障性 / ソフトウエア
研究概要

本研究では,IEC 61508 などの国際規格に準拠した形で,制御則のレベルで制御レンジからの逸脱対策という高度かつ実際的な安全機能を考える.正常時制御性能などとのバランス及び安全性とディペンダビリティ(広義の信頼性)の区別に配慮し,その安全機能を制御則で実現する新しい技術を安全性,制御の両分野の境界領域に確立することを目的とする.そして,この日本発の新技術により,従来の安全計装を補完することができる新しい安全対策の可能性を提示する.また,国際規格で大きな課題となっているソフトウエアの安全性評価・管理の一つの方向性を示して,日本が世界に対して貢献をすることが最終的な目的である.
制御レンジからの逸脱は,(a) 制御系の不安定化だけでなく,(b) 制御デバイス故障などの初期事象直後の過渡応答の乱れによっても生じる可能性がある.このうち,(a)に対する故障時安定性・制御性能の確保対策はディペンダビリティ機能であり,平成19-21年度の基盤研究(C)の研究成果を基礎とした.その上で,(b)に対処する安全機能を考えるため,切替わり前後の外乱に対する応答を考慮した全時間における切替L2ゲインを,過渡応答の乱れの指標とした.そして,それに基づく解析を行うことにより,故障直後の制御レンジからの逸脱の頻度を定量的に求め,制御則の安全性を評価する枠組みを構築した.
また,前年度までに確立した故障直後の過渡応答の乱れの指標を抑制する制御則設計の枠組みについても,実用性を高めるため,計算アルゴリズムの改良などや細かい点の補足を行った.
以上の安全性評価・制御則設計を実際に行うソフトウエアの作成・改良を,本科学研究費補助金により購入したPCワークステーションを最大限に活用して行った.さらに,それを用いて,制御則の解析・設計を統一的に行う適当な数値例を作成し,研究成果として発表した.

現在までの達成度 (区分)
理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Mean fault time for estimation of average probability of failure on demand PFDavg2014

    • 著者名/発表者名
      Isshi Koyata, Koichi Suyama, and Yoshinobu Sato
    • 雑誌名

      Proceedings of the 12th International Conference on Probabilistic Safety Assessment and Management

      巻: -- ページ: 6月24日発表予定

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Passive fault tolerant servo control against one device failure out of sensors and actuators2014

    • 著者名/発表者名
      Noboru Sebe and Koichi Suyama
    • 雑誌名

      Proceedings of the 13th European Control Conference

      巻: -- ページ: 6月25日発表予定

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Controller reset strategy for anti-windup based on L2 gain analysis2013

    • 著者名/発表者名
      Koichi Suyama and Nobuko Kosugi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 39th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society

      ページ: 3443-3448

    • DOI

      10.1109/IECON.2013.6699682

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fault-tolerant servo systems against actuator failures using limited integrators2013

    • 著者名/発表者名
      Koichi Suyama
    • 雑誌名

      Proceedings of the 39th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society

      ページ: 3534-3540

    • DOI

      10.1109/IECON.2013.6699697

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A design of fault-tolerant servo systems against sensor failures2013

    • 著者名/発表者名
      Noboru Sebe, Kohei Sumida, and Koichi Suyama
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2nd International Conference on Control and Fault-Tolerant Systems

      ページ: 208-215

    • DOI

      10.1109/SysTol.2013.6693947

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Digital redesign of infinite-dimensional controllers based on numerical integration of new representation2013

    • 著者名/発表者名
      Nobuko Kosugi and Koichi Suyama
    • 雑誌名

      Systems & Control Letters

      巻: Vol.62, Issue 7 ページ: 531-538

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fault-tolerant servo systems against sensor failures using limited integrators2013

    • 著者名/発表者名
      Koichi Suyama and Noboru Sebe
    • 雑誌名

      Proceedings of the 12th European Control Conference

      ページ: 3796-3802

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Continuous-time Markov analysis for risk evaluation2013

    • 著者名/発表者名
      Koichi Suyama, Nobuko Kosugi, and Kyoko Kaneoka
    • 雑誌名

      International Journal of Contemporary Mathematical Sciences

      巻: Vol.8, No.8 ページ: 381-399

    • 査読あり
  • [学会発表] 自動車用安全制御システムに関する機能安全アセスメント

    • 著者名/発表者名
      竹市正彦, 佐藤吉信, 陶山貢市
    • 学会等名
      自動車技術会2013年春季大会学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
  • [学会発表] 作動要求時平均機能失敗確率(PFD)算定のための平均フォールト時間について

    • 著者名/発表者名
      小谷田一詞, 陶山貢市, 佐藤吉信
    • 学会等名
      電子情報通信学会安全性研究会
    • 発表場所
      機械振興会館

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公開日: 2015-05-28  

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