制御リアプノフ関数による非入力アファイン非線形システムの制御

使用控制李亚普诺夫函数控制非输入仿射非线性系统

• 批准号: 20K14769
• 负责人: 佐藤 康之
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Tokyo Denki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K14769/
• 关键词: 制御工学; 制御理論; 非線形制御; 非入力アファインシステム; バックステッピング; 制御リアプノフ関数; 制御バリア関数; 最適化; 非線形最適化

本研究課題は，制御入力に関して線形でない（非入力アファインな）非線形システムに対する統一的な制御系設計の枠組みを提案することを目的としており，具体的には以下の2つの側面から研究を進めている．(1)これまで入力アファインな非線形システムに対して構築されてきた，制御リアプノフ関数に基づいた制御系設計法の非入力アファインシステムに対する拡張と安定性解析(2)剛体の位置・姿勢系など，非入力アファインなサブシステムを含む階層構造を持つシステムに対して制御リアプノフ関数・制御バリア関数を設計するためのバックステッピング法の構築本年度は，まず(1)に関して，連続な状態フィードバック制御則による漸近安定化について検討を進めた．具体的には，システムに対して適切な仮想入力制約を導入することで，凸最適化の解として得られる制御入力が連続になる可能性があることを発見した．また，前年度に導出した不連続状態フィードバック制御則に関して，事象駆動制御・自己駆動制御の枠組みで取り扱うことでより適切な解析が可能になるとの知見を得た．(2)に関しては，昨年度に得られた知見を元に，階層構造を持つシステムに対して逆数型制御バリア関数を設計するためのバックステッピング法を構築した．また，この設計法を剛体姿勢系に適用し，数値シミュレーションによりその有効性を確認するとともに，より「良い」制御バリア関数を設計するためにはバックステッピングの際に用いる仮想フィードバックの設計が重要であることを明らかにした．

This research topic は, suppression into force に masato し て linear で な い (not into force ア フ ァ イ ン な) nonlinear シ ス テ ム に す seaborne る unified な suppression system design の 枠 group み を proposal す る こ と を purpose と し て お り, specific に は の below 2 つ の side か ら research を into め て い る. (1) こ れ ま で ア into force フ ァ イ ン な nonlinear シ ス テ ム に し seaborne て build さ れ て き た, suppression リ ア プ ノ フ masato number に base づ い た suppression system design method の not into force ア フ ァ イ ン シ ス テ ム に す seaborne る company, zhang と stability analytical (2) の position, rigid body posture な ど, Not into force ア フ ァ イ ン な サ ブ シ ス テ ム を containing む class structure を hold つ シ ス テ ム に し seaborne て suppression リ ア プ ノ フ masato number, suppression バ リ ア masato number を design す る た め の バ ッ ク ス テ ッ ピ ン の グ method to construct this year は ま ず (1) に masato し て, even 続 な state フ ィ ー ド バ ッ ク suppression is に よ る asymptotic stabilization に つ い て beg を 検 into め た. Specific に は, シ ス テ ム に し seaborne て appropriate な 仮 want to restrict を import into force す る こ と で, convex optimization の solution と し て have ら れ る suppression が into force even 続 に な る possibility が あ る こ と を 発 see し た. Before ま た, annual export に し た not even 続 state フ ィ ー ド バ ッ ク suppression is に masato し て, things like 駆 royal, making yourself 駆 move suppression の 枠 group み で take り Cha う こ と で よ り appropriate な resolution が may に な る と の knowledge を た. (2) に masato し て は, annual に yesterday to ら れ た knowledge を yuan に, class structure を hold つ シ ス テ ム に し seaborne て inverse number type suppression バ リ ア masato number を design す る た め の バ ッ ク ス テ ッ ピ ン を グ method to construct し た. ま た, こ の を rigid body posture is に applicable し design method, the numerical シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ り そ の have sharper sex を confirm す る と と も に, よ り い "good" suppression バ リ ア masato number を design す る た め に は バ ッ ク ス テ ッ ピ ン グ の interstate に with い る 仮 think フ ィ ー ド バ ッ ク の が important で あ る こ と を Ming ら か に し た.

项目成果

Robust adaptive trajectory tracking of nonlinear systems based on input-to-state stability tracking control Lyapunov functions

• DOI: 10.1016/j.ifacol.2021.10.385
• 发表时间: 2021
• 期刊: IFAC-PapersOnLine
• 作者: Yasuyuki Satoh;M. Iwashita;Osamu Sakata

Stability Gain Design Method Based on <i>L</i>₂ Norms for Differentially Flat Systems

基于<i>L</i>₂范数的差分平坦系统稳定性增益设计方法

• DOI: 10.9746/sicetr.56.259
• 发表时间: 2020
• 期刊: Transactions of the Society of Instrument and Control Engineers
• 作者: 藤井 裕大;中村 文一;佐藤 康之
• 通讯作者: 佐藤 康之

Near Boundary Control of Automotive Engine using Machine Learning

使用机器学习的汽车发动机近边界控制

• DOI: 10.1109/icamechs49982.2020.9310084
• 发表时间: 2020
• 期刊: Proceedings of the 2020 International Conference on Advanced Mechatronic Systems (ICAMechS)
• 作者: Sho Fujiwara;Masami Iwase;Yasuyuki Satoh
• 通讯作者: Yasuyuki Satoh

Design and Analysis of Transformable Wheel with Pivoting-Head Mechanism

转头机构变形轮的设计与分析

• DOI: 10.3390/applmech4010005
• 发表时间: 2023
• 期刊: Applied Mechanics
• 作者: Yaowei Chen;Ayumu Kamioka;Masami Iwase;Jun Inoue;Yasuyuki Satoh
• 通讯作者: Yasuyuki Satoh

Measurement Performance of Balance Ability for PMV

PMV平衡能力测量性能

• 发表时间: 2022
• 期刊: Proceedings of the International Academic Conference on Recent Advances in Engineering and Technology
• 作者: Naoto Nishihara;Masami Iwase;Yasuyuki Sato
• 通讯作者: Yasuyuki Sato