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2011 年度 実績報告書

数式処理による低次元・高精度な多用途対応型航空機LFRモデル構築法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22560451
研究機関秋田県立大学

研究代表者

徐 粒  秋田県立大学, システム科学技術学部, 教授 (40252324)

キーワード多次元システム / 線形分数表現(LFR) / 線形分数変換(LFT) / 行列基本変換 / 航空機制御 / ロバスト制御 / モデリング / 変動システム
研究概要

本研究は,多項式行列基本変換などの数式処理の手法を用いて,条件の変更や用途の違いに応じて複雑さが調整可能なLFR(線形分数表現)モデリングの新技法を考案し,航空制御系の開発効率を向上させる技術を開発することを目的としている.H23年度においては,大規模・複雑な航空制御系に適用可能なサイズ分割と変数分離のLFR実現技法の構築,およびその分割・分離と再合成のための基本アルゴリズムの開発を行った.具体的に,次のような成果を得た.大きいサイズの伝達関数行列に対し,それをいくつかの適切なサイズのブロックに分割し,基本アルゴリズムでそれぞれのLFRモデルを構築したのち,全体のLFRモデルを合成するサイズ分割の実現技法とそのアルゴリズムを開発した.そして,独立変数や変動パラメータの数が多い場合,繰り返し実現法に基づき,変数と変動パラメータを自由にいくつかの組に分離・組み合わせし,別々実現したのち,統一したLFRモデルを合成する変数分離のLFR実現技法とそのアルゴリズムを開発した.
このようなサイズ分割と変数分離の手法に関する成果によって,これまで複雑すぎて航空機など大規模システムに適用困難と考えられてきた数式処理によるLFRモデリングが可能となる.これによって,(1)特殊ケースに対し,値の代入のみでよく再モデリングが不要,(2)調べたい変数・パラメータを特定したモデリングが可能であるので,各種変更への対応やモデル複雑さの調整が容易になり,大幅な航空制御系開発の効率向上とコスト低減が期待できる.また,これらの成果は,自動車産業や宇宙開発など高度な制御技術と大幅な開発コストダウンが必要な産業にも応用可能である.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本研究の基幹となる数式処理の手法によるシステム変動と不確かさのLFR(線形分数表現)モデリングに関する研究が,計画通り順調に進んでいる.その中心的な成果はMultidimensional Systems and Signal Processing(MSSP)やIEEE Tran.Circuits and Systemなど本分野のトップレベルの学術誌で発表され,そのうち数か月にわたってMSSPのダウンロードランキングの上位を占めている論文も複数あり,注目を集めている状況である.

今後の研究の推進方策

現時点において,計画通り研究を進める方針で,特に変更する必要がないと考えている.

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (8件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Optimal repetitive control based on two-dimensional model2012

    • 著者名/発表者名
      M.Wu,Y.Lan, J.She, Y.He, Li Xu
    • 雑誌名

      Iternational Journal of Innovative Computing, Information and Control

      巻: Vol.8 No.3 ページ: 1897-1905

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A New Elementary Operation Approach to Multidimensional Realization and LFR Uncertainty Modeling : the MIMO Case2012

    • 著者名/発表者名
      Li Xu, S.Yan, Z.Lin, S.Matsushita
    • 雑誌名

      IEEE Trans. Circuits and Systems I

      巻: Vol.59 Issue 3 ページ: 638-651

    • DOI

      10.1109/TCSI.2011.2167262

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Finite termination of the proximal point algorithm in Banachspaces2012

    • 著者名/発表者名
      S.Matsushita, Li Xu
    • 雑誌名

      Journal of Mathematical Analysis and Applications

      巻: Vol.387 No.2 ページ: 765-769

    • DOI

      10.1016/j.jmaa.2011.09.032

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study on robust H∞ filtering in networked environments2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Z. Cai, Li Xu, J. X. Gao, X. M. Xu
    • 雑誌名

      International Journal of Automation and Computing

      巻: Vol. 8, No. 4 ページ: 465-471

    • DOI

      DOI:10.1007/s11633-011-0605-1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Realization of Multidimensional Systems in Fornasini-Marchesini State-space Model2011

    • 著者名/発表者名
      H. Cheng, T. Saito, S. Matsushita, Li Xu
    • 雑誌名

      Multidimensional Systems and Signal Processing

      巻: Vol. 22, No. 4 ページ: 319-333

    • DOI

      DOI:10.1007/s11045-010-0136-x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] On convergence of the proximal point algorithm in Banachspaces2011

    • 著者名/発表者名
      S.Matsushita, Li Xu
    • 雑誌名

      Proceedings of the American Mathematical Society

      巻: Vol.139,No.11 ページ: 4087-4095

    • DOI

      10.1090/S0002-9939-2011-10883-9

    • 査読あり
  • [学会発表] LFTによる多次元Roesser状態空間モデルの繰り返し実現2011

    • 著者名/発表者名
      上村幸誠, 樊慧津, 松下慎也, 徐粒
    • 学会等名
      第54回自動制御連合講演会
    • 発表場所
      豊橋技術科学大学
    • 年月日
      2011-11-19
  • [学会発表] 右行列分解表現に関する多次元Fornasini-Marchesini状態空間モデルの実現2011

    • 著者名/発表者名
      齊藤達哉, 松下慎也. 徐粒
    • 学会等名
      第54回自動制御連合講演会
    • 発表場所
      豊橋技術科学大学
    • 年月日
      2011-11-19
  • [学会発表] 行列基本変形による多次元Fornasini-Marchesini状態空間モデルの実現2011

    • 著者名/発表者名
      王韋 松下慎也. 徐粒
    • 学会等名
      第54回自動制御連合講演会
    • 発表場所
      豊橋技術科学大学
    • 年月日
      2011-11-19
  • [学会発表] Further Results on sufficient LMI conditions for H_infinity Static output feedback control of descrete-time systems2011

    • 著者名/発表者名
      Feng Zhi-Yong, Xu Li, Matsushita Shin-ya, Wu Min
    • 学会等名
      第54回自動制御連合講演会
    • 発表場所
      豊橋技術科学大学
    • 年月日
      2011-11-19
  • [学会発表] Proximal point algorithm for variational inequality problems2011

    • 著者名/発表者名
      松下慎也, 徐粒
    • 学会等名
      日本数学会2011年度秋季総合分科会・実関数論分科会
    • 発表場所
      信州大学
    • 年月日
      2011-09-28
  • [学会発表] 凸制約可能性問題に対する射影法について2011

    • 著者名/発表者名
      松下慎也, 徐粒
    • 学会等名
      平成23年度京都大学数理解析研究所研究集会「非線形解析学と凸解析学の研究」
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2011-08-31
  • [学会発表] The Optimal Filtering for a Class of Local Strongly Coupled Systems2011

    • 著者名/発表者名
      J.Lu, Y.Cai, L.Xu, X.M.Xu
    • 学会等名
      Proc.CCC2011
    • 発表場所
      Yantai, China
    • 年月日
      2011-07-22
  • [学会発表] Roesser model realization of MIMO n-D systems by elementary operations2011

    • 著者名/発表者名
      L.Xu, S.Yan, S.Matsushita, Z.Lin
    • 学会等名
      Proc.IEEE ISCAS2011
    • 発表場所
      Rio de Janeiro, Brazil
    • 年月日
      2011-05-17
  • [備考]

    • URL

      http://web.sc.eis.akita-pu.ac.jp/~xuli/publist.html

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公開日: 2013-06-26  

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