研究発表

複数の対象が協調して作業を行うマルチエージェントに関しては，これまでにも議論されているが，近年グラフ理論とシステム制御理論の融合からのアプローチが注目を集めている．本講演では，マルチエージェントの合意問題に対し，合意制御則の設計法について議論し，更にビークルフォーメーションへの応用例について紹介した．

本稿では仮想構造を用いて，仮想エージェントが仮想対象物を取り囲むことにより，実対象物を取り囲む制御則をマルチエージェントシステムとリーダ・フォロアシステムの場合に対して提案し，それぞれに対して取り囲みを漸近的に達成することを示した．最後に提案制御則の有効性をシミュレーションと制御実験にて検証し，その結果，提案制御則において取り囲みを達成することができた．

本稿では，通信遅延を有する場合のマルチビークルシステムの安定化と情報削減のためのオブザーバベース出力合意問題について考える．具体的には合意ゲインの設計法，通信遅延を有する場合の安定性条件，オブザーバを併合した場合の安定性条件を導く．更に提案したマルチビークルシステム制御手法を実システムに応用し制御実験により有効性を検証する．

本稿では，通信遅延を有する場合と情報軽減のために位置情報のみを情報交換するFlocking問題について議論した．通信遅延を有する場合でもシステムが安定となるための条件を導出し， また，情報量軽減のためにオブザーバベースマルチビークルシステムを提案した．また，通信遅延を考慮したオブザーバベースマルチビークルシステムの有効性を制御実験により示した．

本稿では通信遅延を有するロボットアームのテレオペレーションに対して遅延の影響を減少させるための予測型PD 制御則を提案した. 提案手法では環境のモデルが制御則に不必要で, 多自由度ロボットアームへ適用可能, モデルパラメータの不確かさの影響を受けないという利点がある. リアプノフ法により提案するテレオペレーションの応答とtarget impedance の応答との偏差の一様終局有界性を示した. さらに実験により提案法の有効性を確認した.

本論文は仮想構造(VS)を用いたマルチビークルシステムのフォーメーション制御手法を提案する．非ホロノミック系においてVSを用いることにより，任意のフォーメーション形成が可能とする．また，Flocking 問題に対しても同様な制御則を提案し，その漸近安定性を示す．最後に，提案した制御則について，マルチビークルシステムのフォーメーションと制御実験を行い，その有効性を示す．

本稿では, 故障検出フィルタに関する2 つの最適化問題を定式化し, それぞれに対する最適故障検出フィルタを導出した. また磁気浮上系に対し, 外乱および故障信号を含めたモデルを導出し, 2 つの故障検出フィルタの設計をおこなった. さらに正常稼動時および故障発生時におけるコントローラの設計をおこない, GIMC 構造を構築することで, 耐故障制御系を構築した. 構築した制御系に対し, センサ故障を想定した検証実験を行い，提案法の有効性を示した.

本稿では時変の通信遅延を有する非線形テレオペレーションに対して新しい制御則を提案する．提案制御則は通信遅延の変化率に依存した時変な速度制御器と最大遅延に制約される位置制御器で構成される単純なPD 型制御である．Lyapunov Krasovskii 関数を用い，時変の通信遅延を有するテレオペレーションが漸近安定となることを示す．さらにマスタとスレーブの位置協調，スレーブの静的な接触力が操縦者に伝達されることを示す．最後に制御実験により提案法の有効性を示す．

本講演では, 複数のエージェントに対し, 合意アルゴリズムを基に, より広いネットワークグラフ構造に対する合意制御則について解説した. 本手法はグラフの平衡性を必要とせず，先行研究に比べてより広いクラスに適用可能であり，容易な制御器の設計法をLyapunov の安定定理を用いて導出している． また状態推定を含む出力合意問題に対して, エージェントの数に依存しない状態推定方法を用いた合意制御則を提案した．最後に制御実験結果を紹介した．

計測自動制御学会支部協議会主催のチュートリアル講演会「フォーメーション制御の理論と応用 in Kanazawa」において，「マルチビークルシステムの合意問題とフォーメーション制御」に関して世界における最近の研究動向と著者の最新の研究成果について平易に解説した．

本稿は通信遅延を有する異構造テレオペレーションに対して漸近安定性を保証した受動性に基づく同調制御手法を提案する. 本稿では同調制御則のマスタおよびスレーブのゲインを, 異構造を考慮して独立に設計できるコントローラを提案する. これにより追従誤差を少なくし，位置と力のスケーリングの大きさを独立に設定できる. リアプノフの安定法を用いることで, 提案するテレオペレーションが漸近安定となることを示す. 更に制御実験により, 提案手法の有効性を示す.

本稿では，仮想構造を用いたマルチビークルシステムのフォーメーション制御手法を提案した．非ホロノミック系において仮想構造を用いることにより，任意のフォーメーション形成が可能となった．また，Flocking 問題に対しても同様な制御則を提案し，その漸近安定性を示した．最後に，提案した制御則について，ビークル5 台でのフォーメーションと制御実験を行い，その有効性を示した．

本研究では，この自立走行二輪車に対して走行安定化を目的とした制御系を構成する．制御器の設計にはH∞ 混合感度問題を用いて，二輪車の質量が変動した場合においても安定した走行を実現させる．走行実験により走行中に受ける外乱に対しても安定化可能であることを示す．また，二輪車の質量変動に対しても安定に走行できることを確認し，設計した制御器の有効性を示す．

本稿ではスミス法を用いたGIMC 構造の提案を行い，その構造がむだ時間を含む系でも高性能かつ高ロバストな制御を行えることを実験的に示した. 実際にスミス法を用いたGIMC 構造を磁気浮上システムに応用し, むだ時間誤差がない場合には高性能制御を行い，安定性を損なうような大きな誤差を生じた場合はコントローラの切り替えにより安定性を保持できることを示した. またコントローラと制御対象をネットワーク結合したシステムに対しても本手法が有効であることを示した.

本研究では従来法に対して，仮想的な粘性摩擦を持つ対称型テレオペレーションを提案する．これにより，従来法の問題点を解決し良好な位置追従性を実現できる．提案するテレオペレーションに対して，リアプノフの方法に基づく設計法を用いることでシステムが安定となる位置制御ゲインの条件を導く．最後に，制御実験を行うことで提案法の有効性を示す．

本研究では，通信遅延を有する位置追従性を考慮したテレオペレーションに対して，漸近安定性を保証した受動性に基づくパワースケーリング制御手法を提案した. 提案するパワースケーリング制御手法は，同調制御則に対して任意のスケーリング要素を導入したものである. リアプノフの安定法を用いることで, パワースケーリングを考慮したテレオペレーションが漸近安定となることを示した. また，制御実験により提案法の有効性を示した.

本稿ではGIMC構造が内部信号によって高性能コントローラと高ロバストコントローラを切り替え，高性能とロバスト性を両立できることを実験により確認した． また磁気浮上システムを用いた制御実験ではμ- 設計との比較によって有効性が示された．また制御対象の変動に対する安定性と制御性能に関しては，GIMC構造は変動を検出した時点で内部信号に応じて適切なコントローラに切り替えが行われ，対象の状況に応じた補償器へ適応していることを確認した．

本論文では，磁気軸受のロータ回転時に発生する不釣合い振動を，回転速度に同期した周波数を持つ周期的外乱とみなし，その周期的外乱を考慮することによってH∞ DIA 制御に良好な回転性能を持たせる．これによりシンプルなフィードバック構造で磁気軸受の不釣合い振動を考慮することができる．また提案手法によるH∞ DIA 制御を用いて切替え制御則を構成することによって，複数の回転速度で不釣合い振動を抑制することを実験的に検証する．

本論文では外乱とコントローラの初期状態の不確かさの混合減衰H∞ 制御問題について考察した．まず外乱と制御器の初期状態の不確かさの影響の混合減衰H∞ 制御問題を定式化し，可解条件の必要十分条件を導出した．また磁気浮上システムを例として制御系設計を行い，シミュレーションによる検証により，提案法の初期値応答，過渡応答に対する有効性を確認した．