複雑結合非線形システムのローカルとグローバルな設計のシームレスな統合

复杂耦合非线性系统局部和全局设计的无缝集成

• 批准号: 13750422
• 负责人: 伊藤 博
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Kyushu Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13750422/
• 关键词: 非線形システム; ロバスト制御理論; 非線形補償器; 制御系設計; システム安定論; 非線形制御

本課題最後の本年度は、非線形システムの設計においてローカルとグローバルな特性をシームレスに統合することを目標に、本課題最大のアイディアである「状態依存型スケーリング」について、1)状態依存型スケーリングに埋め込み可能な自由度を理論的に明らかにし、2)その自由度を利用してグローバルな性能を持つ非線形コントローラの候補中から適切な局所的性質を持つ特殊解を選ぶ方法を開発する、ことに取り組んだ。ローカルとグローバルな特性を融合する基礎理論は、状態依存型スケーリングとその拡張という形で整備することができた。本年度はその土台をコントローラ設計へと発展させるための活用理論を構築した。その研究の過程で、非線形的なゲイン尺度を新たに考案し、それをうまく導入することに成功した。非線形性の強いダイナミクスや結合で特徴付けられる本質的に複雑な非線形システムには、非線形な尺度の活用が不可欠であり、非常に有効であることが判明した。これにより、制御対象が平衡点近傍外で非常に複雑な非線形特性を持っていても、コントローラ設計において、全体の領域で線形のように均一な特性をもち、平衡点ではローカルな線形制御と完全に一致するような、まさに「複雑結合非線形システムのローカルとグローバルな設計のシームレスな統合」を確立するための道具がそろった。システムの安定性や外乱抑制性能は、非線形尺度を導入しても状態依存型スケーリングに関して凸な形で定式化できた。この重要な性質によって最終的に、ローカルとグローバルの統合設計を効率的な数値計算に結びつけることが可能となった。その有効性は、実際に数値例によって期待通り確認できた。いわゆる解析的非線形手法が数値計算に不向きで手におえなかった制御設計問題でも、開発した設計法に基づけばパーソナルコンピュータを用いた数値計算により統一的に非線形コントローラの設計を行えるだけでなく、「線形コントローラが達成するローカルな応答と非線形コントローラが保証するグローバルな特性を連続的に接続すること」ができるようになり、有用性の非常に高い制御設計を可能にすることができた。このようにして得られた全ての研究成果は、速報として国内および国外の研究集会・会議で発表し、さらに外国論文誌へ投稿した.

The last part of this project is about the design of nonlinear models, the integration of their characteristics, the maximum failure of this project, the state-dependent model, and the theory of possible degrees of freedom. 2) The degree of freedom is utilized to select the properties of the non-linear matrix, the properties of the appropriate matrix, the properties of the special solution, the selection methods, and the selection methods. The basic theory is that there is a difference between the two. This year, the design and development of the project will be carried out in a timely manner. The research process is non-linear, and the scale is new. Non-linear characteristics of the strong and combined characteristics of the nature of the complex, non-linear characteristics of the use of non-linear scale can not be less than, very relevant to the determination of the This is the first time that a person has been involved in the design of a computer system. In this case, it is necessary to establish a computer system that is capable of controlling the computer system. The stability and external disturbance suppression performance of the system are introduced into the state-dependent system on a non-linear scale. This important property is the ultimate goal of the integrated design, the efficiency of the calculation of the number of results, and the possibility of the design. There are several examples of this phenomenon. The analytical non-linear method is used to calculate the numerical value of the non-linear design problem. The design method is based on the design method of the non-linear design problem."Linear and non-linear design can be achieved by connecting the linear and non-linear design to the linear design." The results of this research will be reported quickly to both domestic and foreign research meetings and conferences, and will be submitted to foreign papers.

项目成果

Hiroshi Ito: "State-dependent scaling characterization of stability and performance for nonlinear interconnected systems"IEEE Conf.Decision Control. 41. 3937-3943 (2002)

Hiroshi Ito：“非线性互连系统稳定性和性能的状态相关标度表征”IEEE Con​​f.Decision Control。

Hiroshi Ito, Randy A.Freeman: "Uniting local and global controllers for uncertain nonlinear systems beyond global inverse optimality"Systems & Control Letters. 45. 59-79 (2001)

Hiroshi Ito、Randy A.Freeman：“将局部和全局控制器结合起来，实现超越全局逆最优的不确定非线性系统”系统

Hiroshi Ito: "A constructive proof of ISS small-gain theorem using generalized scaling"IEEE Conf.Decision Control. 41. 2286-2291 (2002)

Hiroshi Ito：“使用广义标度对 ISS 小增益定理的建设性证明”IEEE Con​​f.Decision Control。

Hiroshi Ito: "New characterization and solution of input-to-state stabilization : a state-dependent scaling approach"Automatica. 37. 1663-1670 (2001)

Hiroshi Ito：“输入状态稳定的新特征和解决方案：一种状态相关的缩放方法”Automatica。

Hiroshi Ito: "Effectiveness of multirate input control in deadbeat servomechanism"European Journal of Control. 4. 326-342 (2002)

Hiroshi Ito：“无差拍伺服机构中多速率输入控制的有效性”欧洲控制杂志。