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2013 年度 実績報告書

離散スライディングモードに基づく非線形システムの適応制御とエンジン制御への応用

研究課題

研究課題/領域番号 24360166
研究機関東京電機大学

研究代表者

古田 勝久  東京電機大学, 大学, 教授 (10016454)

研究分担者 石川 潤  東京電機大学, 未来科学部, 教授 (10453797)
釜道 紀浩  東京電機大学, 未来科学部, 准教授 (70435642)
山北 昌毅  東京工業大学, 理工学研究科, 准教授 (30220247)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード非線形制御 / 適応制御 / 離散システム / スライディングモード / エンジン制御 / エンジンシミュレータ / ロバスト外乱推定
研究概要

本課題では、特性が変化する非線形システムに対して、モデルベースでコンピュータ制御する方法、すなわち、離散的に適応制御する方法を確立することを目的としている。具体的には、多変数システムに対して、制御則のパラメータを推定しながら、出力を目標値に追従させる直接型の非線形適応制御系の設計法を、離散スライディングモード制御に基づき確立することを目指している。さらに、性能評価を含めた設計手法の確立を目指すとともに、エンジン制御問題などの実問題への適用を検討している。
本年度は、これまでに提案してきたスライディングモード制御とセルフチューニング型適応制御の多変数系への拡張を検討した。また、エンジン制御問題での検証のための、リアルタイムシミュレーション環境を構築した。昨年度の1気筒モデルに加え、2気筒モデルを構築した。
さらに、エンジンの動作環境のような劣悪な環境では外れ値と呼ばれる観測外乱が混入することが良くあるため、そのような外乱を効率良く除去するための種々のアルゴリズムを開発した。また、対象のシステムが未知の場合で、さらに外れ値を含む観測外乱があるシステムの制御について、ロバストセルフチューニングコントローラを拡張した手法を開発した。今後はエンジンシミュレータに開発した手法を適用して、実験的にその有効性を検証する予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

本年度は理論検証・拡張とともに、実験システムの構築を実施した。
理論検証において、多変数系への拡張と設計法の確立がやや遅れている。実験環境の構築、リアルタイムシミュレータの開発は予定通り進行しており、次年度は、開発した統合シミュレータ環境において検証を進める予定である。

今後の研究の推進方策

当初の計画通り、提案している制御理論の多変数系への拡張、設計法の検討を進めるとともに、実環境への適用を考慮して理論検証を行う。また、開発した実験環境である、統合シミュレータ環境を用いて、制御理論の検証を進める。

次年度の研究費の使用計画

本年度は、実験機を外注せずに設計・製作したために、計画よりも支出が抑えられた。また、研究発表の旅費が計画よりも残額が生じた。
繰り越し分については、実験機の改良・拡張のための物品費や、研究発表のための旅費等に当てる計画である。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] ロバストUKFとそのパラメータ設計手法2013

    • 著者名/発表者名
      金田泰昌,入月康晴,山北昌毅
    • 雑誌名

      システム制御情報学会論文誌

      巻: 26(5) ページ: 182-184

    • DOI

      10.5687/iscie.26.182

    • 査読あり
  • [学会発表] Fast Algorithm of Robust Kalman Filter via l1 Regression by a Closed Form Solution2014

    • 著者名/発表者名
      Yasuaki Kaneda, Yasuharu Irizuki, Masaki Yamakita
    • 学会等名
      The 19th IFAC World Congress
    • 発表場所
      Cape Town, South Africa
    • 年月日
      20140824-20140829
  • [学会発表] l1正則化を用いたロバストカルマンフィルタの高速アルゴリズム2014

    • 著者名/発表者名
      金田泰昌,入月康晴,山北昌毅
    • 学会等名
      第1回制御部門マルチシンポジウム
    • 発表場所
      電気通信大学
    • 年月日
      20140304-20140307
  • [学会発表] 外れ値環境下におけるロバスト Self-Tuning Controller2014

    • 著者名/発表者名
      金田泰昌,入月康晴,山北昌毅
    • 学会等名
      第1回制御部門マルチシンポジウム
    • 発表場所
      電気通信大学
    • 年月日
      20140304-20140307
  • [学会発表] Advanced Engine Simulator Integrated with Engine Rotational Hardware2013

    • 著者名/発表者名
      S. Kinoshita, D. Hoshino, Y. Yanagi, J. Ishikawa, N. Kamamichi, M. Yamakita, A. Ohata and K. Furuta
    • 学会等名
      The 7th IFAC Symposium on Advances in Automotive Control
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      20130904-20130907
  • [学会発表] Robust Unscented Kalman Filter via l1 Regression and Design Method of Its Parameters2013

    • 著者名/発表者名
      Yasuaki Kaneda, Yasuharu Irizuki, Masaki Yamakita
    • 学会等名
      The 9th Asian Control Conference
    • 発表場所
      Harbiye, Istanbul
    • 年月日
      20130623-20130626
  • [学会発表] ハードウェア統合型エンジンシミュレータ の開発2013

    • 著者名/発表者名
      木下定洋, 星野大貴, 柳裕太, 釜道紀浩, 石川潤, 大畠明
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2013
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      20130522-20130525
  • [学会発表] l1正則化を用いたロバスト Unscented Kalman FIlter とその設計手法2013

    • 著者名/発表者名
      金田泰昌,入月康晴,山北昌毅
    • 学会等名
      第57回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 発表場所
      兵庫県民会館
    • 年月日
      20130515-20130517

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公開日: 2015-05-28  

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