自律分散システムにおける制御機能

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制御系設計に、自律分散システムの概念を取り込むことにより、制御機能(高信頼性、高効率性、耐故障性、柔軟性、拡縮性など)の飛躍的な向上が期待できる。本研究では、このような機能の工学的な実現を目指して、その発生原理、構成原理を非線形システム理論、従来型線形制御理論の拡張、離散事象システムとしてのモデル化と設計論、ロボットへの応用の各面から総合的に研究し、以下に述べる成果を得た。1.非線形微分方程式系で記述される自律的発信器モデルを相互作用させることにより、生物の中粋パタ-ン発生器モデルが構成できることを示した。このモデルにより、水中生物の遊泳パタ-ン、4足動物の歩行パタ-ンが容易に模擬できる。2.複数のサブシステムによって構成される結合システムで、とくに結合・分離の順序が予め決まっている場合の分散安定化問題、分散サ-ボ問題を考え、解の存在条件、設計法を明らかにした。4.自律可制御性、自律可観測性の概念に基づいた大規模計算機制御システムの新しいア-キテクチャを提案、開発し、システムのフォ-ルトトレランス性、稼働中の拡張性、および保守性が満たされることを確認した。5.大規模計算機制御システムの構築問題を離散事象システムの制御という立場から考察し、一部分の制御器の故障によっても、制御系全体の動作が制御仕様を満たす条件をオ-トマトンモデルによって調べた。6.仮想ア-ムという新しいサブシステム概念を提案し、マニピュレ-タの自律分散制御、ニュ-ラルネットを用いた分散的軌道生成法に応用した。その結果、耐故障性、環境変化への適応性、作業計画の容易さなどの点できわめて優れた特徴を持つ事が明らかになった。