研究発表

This paper deals with a fault-tolerant sensor network configuration problem for a target navigation. A sensor network system consists of many sensor nodes and its network connections. Each sensor node can exchange information by wireless communication. A disadvantage of this system’s property is that if there is an inaccurate information from a faulty sensor, this information has possibilities to be diffused to other sensors. Therefore, it is important to reduce effects of the inaccurate information by detecting a faulty sensor as possible as we can. And moreover, in feedback control system for navigation, we have to consider a lack of control inputs which happens depending on each sensor’s intermittent observation. We propose two estimation methods for constructing a fault tolerant system. Specifically, we propose a fault-evaluation matrix for the fault detection, and we define a novel switching rule for shutting off inaccurate measurement data. Then we also propose a compensation algorithm for the problem of intermittent observation by using an estimated observation value.

エネルギーの効率利用に向け、デマンドレスポンスに関する研究開発が進展しています。本セミナーでは、デマンドレスポンスとエネルギーマネジメント技術に焦点をあて、「デマンドレスポンスを活用した次世代の電力システム」、「マイクログリッド制御とデマンドレスポンスを一体化したエネルギーマネジメント技術」、「電力ピークを回避するデマンドレスポンスとスマートメーターシステム」、「再生可能エネルギーを含む分散型エネルギー管理システムの需給制御」について、斯界の第一線でご活躍中の講師陣に詳説頂きます。

This paper deals with H∞ Filter based SLAM which is also known as minimax filter to estimate robot and landmarks location whose able to stand for non-gaussian noise characteristics. Based on our findings, by selecting appropriate γ and initial state covariance matrix in H∞ Filter, the estimation results can show better performance in comparison to the Kalman Filter approach. From the analysis of convergence properties of H∞ Filter, it is found that the filter is capable to provide a reliable estimation. Besides, from the simulation results, H∞ Filter produces better outcome than the Kalman Filter in the nonlinear case estimation. These condition subsequently provides alternative estimation techniques with the capability to ensure and improve estimation in the robotic mapping problem especially in SLAM. Category

This paper deals with prediction algorithm applying for photovoltaic (PV) systems in smart grid. This prediction is aim to predict the amount of the next day of generation using the previous data and the weather forecast which get from Japan Meteorological Agency. The procedure of prediction consists of two steps, the data processing and the unknown parameters estimation. In the data processing, our proposed method considers the characteristics of PV generation using cluster ensemble. We propose the cluster ensemble based on k-means to choose the groups with a correlation with previous data. In the unknown parameters estimation, we provide the regression model for PV generation and the unknown parameters are estimated via H∞ filtering. The effectiveness of the proposed prediction method is demonstrated through numerical simulations.

本論文では無限時間区間における外乱と初期状態の不確かさの混合減衰H∞ DIA制御問題について定式化し，その問題に対して1つの解を与えている．この結果を用いて磁気浮上システムに対して制御系設計を行い，制御実験により，理論検証を行なった．特に状態量のレギュレーションに関わるパラメータとH∞ DIA制御での重みN，また過渡応答特性との関係を明らかにした．これによりH∞ DIA制御の有用性を確認した．

本稿では「一般化された初期状態の不確かさを考慮したH∞制御理論」を磁気浮上システムに応用し，制御系設計，数値シミュレーションを行うことで提案法の過渡応答性能に対する有効性を明らかにした．ここで提案法では，従来法に比べて制御系設計における自由度が増えたため，設計パラメータの選択が容易になり，制御入力のレギュレーションと外乱の特徴付けが可能となった．結果として良好な制御系を設計することが可能となった．

本稿では，従来の「初期状態の不確かさを考慮したH∞制御」の枠組みから，制御対象に対する直交条件を排除し，より一般化した制御対象に対して初期状態の不確かさと外乱の混合減衰H∞制御問題を設定した．この問題に対して，解の存在のための必要十分条件と解の１つの構成法を与えた．これにより従来に比べて広範な制御対象を取り扱うことが可能となり，制御系設計における制約が少なくなり，設計における自由度を増加させた．

本稿では磁気浮上システムに制御対象の初期状態の不確かさを考慮したH∞制御を応用し，従来のH∞制御と比較検討することにより，提案制御法の過渡応答特性に対する有効性を示した．また初期状態の不確かさに対する重みNと過渡応答性能の関係を明らかにした．さらにコントローラのフリーパラメータの自由度を有効に利用することで積分特性など，コントローラに良好な特性を付加できることを実験的に示した．

本稿では磁気軸受の不確かなモデル構造とロバスト制御性能解析に関して議論した．本稿では線形分数変換を用いた保守性の低い不確かさの記述を提案し，ロバスト制御性能解析を閉ループ系の構造化特異値を用いて行った．具体的には提案する構造的な不確かさ表現を用いた場合と，従来の非構造的な不確かさ表現を用いた場合を比較し，提案法を用いることで実際の数値実験に近いロバスト性能解析結果が得られることを示した．

本稿は磁気軸受の不確かなモデル構造とロバスト制御性能に関して議論する．特に磁気軸受制御で問題となる，電磁石吸引力の非線形性，電磁石部の複雑なダイナミクス，パラメータ誤差，ジャイロ効果を構造的な不確かさとして表現し，これらを統一的にロバスト制御の枠組みで扱えることを示した．得られたモデルに対してロバスト制御性能を達成する補償器設計を行い，数値実験によりモデル変動と性能の関係について検討をおこなった．

本研究では，2 自由度マスタ・スレーブシステムのダイナミクスをインピーダンス整形を用いて見かけ上，非干渉・線形化した．線形化されたマスタ・スレーブシステムと環境およびオペレータをまとめて一般化プラントを構成した．導出した一般化プラントに対してμ− シンセシスを用いてオペレータ特性と環境の不確かさおよび遅れ時間を考慮したロバスト制御系を構成した．求めたコントローラを用いて制御実験を行い，提案法の有効性を確認した．

本稿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，その周期的外乱を抑制するために，H∞ DIA制御問題における一般化プラントに周波数重み関数を導入することで，任意の回転速度における周波数でコントローラ上にピークゲインを付加した．2つのコントローラを切替えることで良好な不釣合い振動の減衰効果と切替え時の過渡応答特性を有することを実験的に確認した．

本稿ではH∞DIA 制御を鋼板磁気浮上システムに適用し，良好な振動抑制特性とモデル変動に対するロバスト性を持つことを検証した．具体的には，提案法を鋼板磁気浮上システムに適用して制御系設計を行い，２つの浮上鋼板を用いて制御実験を行った．PID 制御との比較により，H∞DIA 制御はPID制御より過渡応答時のオーバーシュートの面で劣るが，鋼板の振動抑制に優れる事，モデル変動に対するロバスト性が高い事を確認した．

本稿では，磁気軸受のH∞DIA制御による回転性能改善に対する有効性の検証を実験的に行った．具体的にはLQ制御とH∞DIA制御の回転実験を行い，それぞれの応答を比較することによって，H∞DIA制御が周波数整形機能と良好な過渡応答特性を有するために，効果的に振れ回りを抑制し，結果的に良好な回転性能を持つことを確認した．

本研究では静止状態でも二輪車を安定化可能とするため，ライダの重心移動に相当する台車系とハンドル操作系を備えた自立走行二輪車を構成した．Lagrange 法により運動方程式を導出し，更に静止状態に限定した線形モデルを定義した．このモデルに対する安定化制御器をH∞ループ整形設計手法を用いて設計し，姿勢制御実験を行った．実験の結果，最適レギュレータで設計したコントローラと比べ，インパルス外乱応答において良好な結果が得られた．

本研究では2台の2自由度マニピュレータを用いたマスタ・スレーブシステムを構築し，環境，モデルの不確かさと通信遅延を考慮したロバスト制御系をインピーダンス整形とμ-シンセシスにより構成した．ここでインピーダンス整形により非線形特性を有する多自由度ロボットの非干渉化と線形化を行い，構造的な不確かさ表現を用いることで，多様な不確かさの要素を統一的に見通しよく扱うことが可能となった．最後に提案法の有効性を制御実験により検証した．

本稿では無限時間区間における外乱と初期状態の不確かさの混合減衰H∞ DIA制御問題を直交条件を課さない場合について定式化し，その問題に対する解の存在性に関して3つのLMIを用いた必要十分条件を与えている．さらに導出したLMI条件に基づいて磁気軸受に対してコントローラを設計する．制御実験では，回転運動中の磁気軸受ロータに対する振動減衰特性を従来法と比較することにより，H∞ DIA制御の有効性を確認する．

本論文では無限時間区間における外乱と初期状態の不確かさの混合減衰H∞ DIA制御問題を直交条件を課さない場合について定式化し，その問題に対して1つの解を与えている．この結果を用いて磁気浮上システムに対して制御系設計を行い，制御実験により，理論検証を行なった．特に状態量のレギュレーションに関わるパラメータとH∞ DIA制御での重みN，また過渡応答特性との関係を明らかにした．これによりH∞ DIA制御の有用性を確認した．

本稿では外乱と初期状態の不確かさの混合減衰H∞ DIA 制御問題を磁気軸受に適用し，多入出力系における提案法の有効性を検証した．具体的には最適制御に基づく状態フィードバックとH∞ DIA 制御の制御実験の応答を比較し，ノミナルなステップ応答を除く外乱除去性能，ロバスト性能，初期値応答特性に提案法が優れていることを制御実験により確認した．

本研究では，H∞ DIA 制御問題にμ-シンセシスを組み合わせた制御問題を設定することによって良好な過渡応答特性とロバスト制御性能の両方をもつ補償器を実現することができた．具体的には，この提案法を磁気浮上システムに対して適用して過渡応答特性とロバスト制御性能の両方を有する制御系の設計を行い，制御実験により提案理論の検証を行い，その有効性を実験的に示した．