Gain Scheduling Control System Design Based on Numerical Optimization via Matrix Expansion and Sum of Squares

基于矩阵展开和平方和数值优化的增益调度控制系统设计

• 批准号: 23560545
• 负责人: KAWATA Masakatsu
• 金额: $ 3.49万
• 依托单位: Maizuru National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23560545/
• 关键词: 二乗和多項式; ディスクリプタ表現; 行列不等式; ゲインスケジューリング制御; 数値最適化; ゲインスケジューリング制 御; 線形行列不等式

Firstly, we confirmed that our proposed GS (gain scheduling) control based on SOS (sum of squares) had good performance compared with the SDRE (state-dependent Riccati equation) method through some experiments applied to an ADIP (arm driven inverted pendulum). Secondly, we investigated a GS control system design whose parameter variation region is not a box but a superellipse or two quadratic curves. As a result, performance improvements were illustrated by non-box regions. Thirdly, we investigated the computational methods of estimating the DA (domain of attraction) for the descriptor non-polynomial system. Finally, the DE (Differential Evolution) method were used to get an approximate solution of the nonlinear optimal regulator problem. In proposed method based on the DE, we could design a simple GS controller.

首先，通过对手臂驱动倒立摆(ADIP)的实验，验证了本文提出的基于SOS(平方和)的GS(Gain Scheduling)控制方法与基于状态依赖的Riccati方程(SDRE)方法相比具有更好的控制性能。其次，研究了参数变化域不是一个长方体而是一个超椭圆或两条二次曲线的GS控制系统设计。结果，非盒子区域说明了性能的改进。第三，研究了广义非多项式系统的吸引域估计的计算方法。最后，利用微分进化方法得到了非线性最优调节器问题的近似解。在基于DE的方法中，我们可以设计一个简单的GS控制器。

项目成果

むだ時間系の状態予測制御

死区时间系统的状态预测控制

• 发表时间: 2012
• 期刊: システム/制御/情報
• 作者: Zi-Jiang Yang;Yan Wang;and Shunshoku Kanae;Kentaro YAJIMA;杉田智洋,松岡太一;H. Fujioka and H. Kano;川田昌克;土井正好，八塚俊哉，森 泰親;中道正紀,金江春植;岡野有紀,阿部直人;舟木慧介;H. Fujioka and H. Kano;市原裕之
• 通讯作者: 市原裕之

LEGO MINDSTORMS NXTとMATLAB/Simulinkを利用した制御工学の教育コンテンツの検討―回転型倒立振子を題材として

使用 LEGO MINDSTORMS NXT 和 MATLAB/Simulink 考虑控制工程的教育内容 - 使用旋转倒立摆作为主题

• 发表时间: 2013
• 作者: Masahiro Osogami;Teruya Yamanishi and Katsuji Uosaki;松岡太一，工藤道男，遠藤紘;溝尻太一，森 泰親;H. Ichihara and H. Anai;松岡太一，工藤道男，岡崎泰男;川田昌克
• 通讯作者: 川田昌克

Gain Scheduling Control of an Arm-Driven Inverted Pendulum Based on Sum of Squares : Comparison with a SDRE Method

基于平方和的臂驱动倒立摆增益调度控制：与 SDRE 方法的比较

• 发表时间: 2011
• 期刊: Proceedings of the 18th IFAC World Congress
• 作者: 恐神正博;山西輝也;魚崎勝司;八塚俊哉，土井正好，森 泰親;H. Fujioka and H. Kano;大森;杉田智洋,松岡太一;山本将司,畠中利治,内種岳詞;藤井遊介,松岡太一;H. Ichihara and M. Kawata
• 通讯作者: H. Ichihara and M. Kawata

YALMIP を利用した LMI 問題の解法

使用 YALMIP 解决 LMI 问题

• 发表时间: 2013
• 作者: Masanori Nakamichi;Shunshoku Kanae and Katsuji Uosaki;Fitri Yakub and Yasuchika Mori;杉田智洋，松岡太一;安田大悟，畠中利治;市原裕之
• 通讯作者: 市原裕之

制御工学教育における倒立振子とLEGO Mindstorms NXTの活用

倒立摆和乐高 Mindstorms NXT 在控制工程教育中的应用

• 发表时间: 2012
• 作者: Masashi Yamamoto;Takeshi Uchitane and Toshiharu Hatanaka;望月，市原 裕之;川田昌克
• 通讯作者: 川田昌克