2002 Fiscal Year Annual Research Report
複雑機械系のためのマルチプルモデル制御の提案と生物飛行への適用
Project/Area Number |
02J02582
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Research Institution | The University of Electro-Communications |
Principal Investigator |
大竹 博 電気通信大学, 大学院・電気通信学研究科, 特別研究員(DC1)
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Keywords | スイッチングリアプノフ関数 / スイッチングファジィモデル / ファジィモデルに基づく制御 / 動的可変構造システム |
Research Abstract |
ファジィモデルに基づく制御手法では,複数あるファジィ規則に対し,共通のリアプノフ関数を構成する問題に帰着させて制御器設計が行われているため,設計条件が保守的になるという問題が指摘されている. 本年度はこの問題に対して,マルチプルリアプノフ関数の1つであるスイッチングリアプノフ関数を新たに提案し,その安定条件を導出した.安定条件には領域がスイッチする境界上でリアプノフ関数が連続となる条件が含まれている.これが本手法の特徴である.スイッチングリアプノフ関数を用いた安定性解析と従来の解析方法を比較し,安定条件の保守性が緩くなることを確認した. またスイッチングリアプノフ関数に基づくスイッチングファジィ制御器の設計方法と設計条件を導出した.ファジィモデルに限らず,一般にスイッチングモデルに碁づく制御では制御器がスイッチするときの入力の不連続性が問題になる.本手法で設計した制御器では,入力の連続性を保ち,システムの安定性を保証することができる.例題により,スイッチングファジィ制御器の有効性を確認した. 羽ばたき動作を伴う生物飛行ロボットでは翼構造や自由度が羽ばたき動作中に変化する.これを実現するための複雑機械系として,動的にシステムの構造や自由度が変化するシステムを考え,これを動的可変構造システムとして定義した.動的可変構造システムでは,構造変化の前後で状態量が保存される場合(上述のスイッチングファジィモデルも領域がスイッチする境界上で状態量が保存される)と物理的エネルギ(力学的エネルギなど)が保存される場合があることを指摘し,それぞれの場合について簡単なシステムに対する安定化制御器設計条件を導出し,その有効性を確認した.
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Research Products
(6 results)
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[Publications] Hiroshi Ohtake: "A Construction Method of Switching Lyapunov Function for Nonlinear System"Proceeding of 2002 IEEE International Conference on Fuzzy SYstems. 127-132 (2002)
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[Publications] Kazuo Tanaka: "Robust Stabilization of an R/C Helicopter"Proceeding of 15th IFAC World Congress on Automatic Control. (2002)
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[Publications] Hiroshi Ohtake: "A Practical Design Approach to Four-Fans Flying Vehicle Control"Proceedings of the ICASE/SICE Joint Workship. 72-76 (2003)
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[Publications] Hiroshi Ohtake: "Polar Coordinate Fuzzy Model and Stability Analysis"Proceeding of 2003 Amaerican Control Conference. (Accepted).
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[Publications] Hiroshi Ohtake: "Fuzzy Modeling via Sector Nonlinearity Concept"Integrated Computer-Aided Engineering. (Accepted).
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[Publications] Kazuo Tanaka: "A Practical Design Approach to Stabilization for a 3-DOF RC Helicopter"IEEE Transactions on Control Systems Technology. (Accepted).