システム間の拘束力を陽に考慮した制御系設計に関する研究

本申請研究は,拘束力を陽に考慮したより一般的な制御系設計法を確立し,体系化,実証による有効性の検証を行うことで,基盤技術を整備することを目的とした.特に,各サブシステムを結合する拘束力のモデル化を含めた,システム全体の新たな統一的モデリング法としてProjection Method法に着目し,特に拘束が動特性を有する場合のモデリングに注力した.その結果を,蛇型ロボットに応用し,接地面との摩擦力をうまく利用することで推進力を得る制御系を設計し,実験で検証した.この成果を国際・国内学会にて発表した.また,拘束力を設計指標に組み込んだ制御系設計の定式化・解析を目指し,特に,不安定でかつ入力に拘束が存在する機械システムを人間が操作する状況を考え,不安定性を自動制御により安定化しながら,手動制御によりシステムを運用する形態において,拘束された入力下でいかに自動制御と手動制御を協調させるかという制御問題に取り組んだ.この問題はSafe Manual Controlという位置づけで考えることができ,その一部の成果を雑誌論文にて発表した.この問題は,現状に存在する多くの機械を人間が操作する場合に非常に有用な考え方であり,応用を含め今後さらに研究を進める必要がある.また,さらに人間と機械が混在する制御ループにおいて,入力に拘束が存在する場合に,一般的にどのような現象が起きうるのかについて,一般化サンプリングの観点から解析を行った.この結果として,状況に応じてはカオス的な挙動が生じることなどを示した.この成果についても,雑誌論文にて研究成果の一部を発表した.以上のように,システム間の拘束力を陽に考慮した制御系設計に関し,理論的な側面と,実験による検証を進め,その一部を雑誌論文にて公表することができた.

本申請研究は,拘束力を陽に考慮したより一般的な制御系設計法を確立し,体系化,実証による有効性の検証を行うことで,基盤技術を整備することを目的とした.特に,各サブシステムを結合する拘束力のモデル化を含めた,システム全体の新たな統一的モデリング法としてProjection Method法に着目し,特に拘束が動特性を有する場合のモデリングに注力した.その結果を,蛇型ロボットに応用し,接地面との摩擦力をうまく利用することで推進力を得る制御系を設計し,実験で検証した.この成果を国際・国内学会にて発表した.また,拘束力を設計指標に組み込んだ制御系設計の定式化・解析を目指し,特に,不安定でかつ入力に拘束が存在する機械システムを人間が操作する状況を考え,不安定性を自動制御により安定化しながら,手動制御によりシステムを運用する形態において,拘束された入力下でいかに自動制御と手動制御を協調させるかという制御問題に取り組んだ.この問題はSafe Manual Controlという位置づけで考えることができ,その一部の成果を雑誌論文にて発表した.この問題は,現状に存在する多くの機械を人間が操作する場合に非常に有用な考え方であり,応用を含め今後さらに研究を進める必要がある.また,さらに人間と機械が混在する制御ループにおいて,入力に拘束が存在する場合に,一般的にどのような現象が起きうるのかについて,一般化サンプリングの観点から解析を行った.この結果として,状況に応じてはカオス的な挙動が生じることなどを示した.この成果についても,雑誌論文にて研究成果の一部を発表した.以上のように,システム間の拘束力を陽に考慮した制御系設計に関し,理論的な側面と,実験による検証を進め,その一部を雑誌論文にて公表することができた.