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2016 年度 実績報告書

量子化誤差を有する切替えシステムの実用安定化

研究課題

研究課題/領域番号 25420451
研究機関芝浦工業大学

研究代表者

サイ 貴生  芝浦工業大学, システム理工学部, 教授 (30304190)

研究分担者 尾崎 克久  芝浦工業大学, システム理工学部, 准教授 (90434282)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワード切替えシステム / 量子化誤差 / 実用安定化 / リヤプノフ関数 / 漸近安定性と安定化
研究実績の概要

本研究では,量子化誤差を有する複数のサブシステムから構成された切替えシステムの実用安定性と安定化問題を考える.量子化誤差の存在によって各サブシステムが共通な平衡点をもたない可能性があるため,本研究の目標は切替えシステムが望ましい平衡点へ実用漸近安定性を達成するための,量子化器パラメータの調整法及び切替えアルゴリズムを提案することである.さらに,実用漸近安定化に加えて外乱抑制のためにL2ゲイン解析と設計まで結果を拡張する.
最初の3年間では当初の研究計画通り,量子化信号が生じた場合に切替え・ハイブリッドシステムがε-実用漸近安定性を達成する十分条件とその切替えアルゴリズムを提案していた。具体的には,各サブシステムの平衡点移動を見積もり,ε-実用漸近安定性を達成できるεの上界を評価して漸近安定性の度合いを示す不変集合の大きさを徐々に下げていくアプローチを用いた。理論的な証明は区分的リヤプノフ関数を使って行われた。
最終年度では量子化器による影響を考慮して時変型切替えアファインシステムの安定性とL2ゲイン解析・設計について考察し,研究結果を拡張した。具体的に,各サブシステムのシステム行列の凸結合が安定行列となり,ドリフト項(常数ベクトル)の凸結合がゼロである条件の下で,切替えシステムの二次安定化を実現するための切替えアルゴリズムを提案した。ドリフト項(常数ベクトル)の凸結合がゼロでない場合は状態の収束可能集合を考えることができる。さらに,外乱入力と制御出力を有するアファイン切替えシステムについて,同じサブシステムの凸結合条件に基づき,二次安定化と望ましいL2ゲイン指標を達成できるための切替えアルゴリズムを提案した。この成果は将来に一般の切替え非線形システムの漸近安定化に対しても線形近似を考えることによって拡張できると考える。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] California Baptist University(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      California Baptist University
  • [国際共同研究] Taiyuan University of Technology(China)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Taiyuan University of Technology
  • [国際共同研究] Nanjing Univ. Science and Technology(China)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Nanjing Univ. Science and Technology
  • [雑誌論文] Stability Analysis for LTI Control Systems With Controller Failures and Its Application in Failure Tolerant Control2016

    • 著者名/発表者名
      Weiming Xiang, Guisheng Zhai, and Corentin Briat
    • 雑誌名

      IEEE TRANSACTIONS ON AUTOMATIC CONTROL

      巻: 61 ページ: 811-816

    • DOI

      10.1109/TAC.2015.2449031

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Exponential consensus for hierarchical multi-agent systems with switching topology and inter-layer communication delay2016

    • 著者名/発表者名
      Zhaoxia Duan, Guisheng Zhai, and Zhengrong Xiang
    • 雑誌名

      IET Control Theory & Applications

      巻: 10 ページ: 451-460

    • DOI

      10.1049/iet-cta.2015.0548

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Quadratic Stabilization and L2 Gain Analysis of Switched Affine Systems2017

    • 著者名/発表者名
      Guisheng Zhai
    • 学会等名
      The 29th Chinese Control and Decision Conference (2017 CCDC)
    • 発表場所
      Chongqing, China
    • 年月日
      2017-05-28 – 2017-05-30
    • 国際学会

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公開日: 2018-01-16   更新日: 2022-02-16  

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