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

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前年度までに,ファジィモデルに基づく制御手法において,スイッチングリアプノフ関数(マルチプルリアプノフ関数の1つ)に基づく制御手法が従来の方法に比べ,安定条件の保守性が緩くなることを示し,スイッチングファジィモデルに基づく制御器設計条件を導出した.しかし,導出した制御器設計条件は,線形行列不等式(LMI)ではなく,双線形行列不等式(BMI)で記述されており,解を求めることに工夫を要した.本年度はこの問題に対して,スイッチングファジィモデルとともに,安定な線形システムを考え,これらを融合させた拡大システムを提案し,スイッチングリアプノフ関数に基づくLMIで記述された制御器設計条件を導出した.これにより,効率的な制御器設計が可能となった.例題により本手法の有効性を確認した.昨年度,動的可変構造システム(自由度の異なるモデル,モデルの切り替え条件,切り替え時の保存条件)を定義し,簡単なシステムに対する安定化制御器を設計した.しかし,制御器設計は試行錯誤的に行っており,効率の良いものではなかった.本年度は,動的可変構造システムのモデル表現に,これまでに開発したスイッチングファジィモデルを用い,また,モデルの切り替え条件,切り替え時の保存条件を含んだ制御器設計条件を導出した.シミュレーションにより本手法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は,翼の振り上げ時と振り降ろし時でシステムの自由度が異なる.そのため動的可変構造システムは生物飛行ロボットに有効である.現在,生物飛行ロボットの設計および試作を行っている.