モデル抑制補償器によるロバスト制御

　制御系設計においては，対象の特性を表した数理モデルを求め，求められたモデルに対して設計論を適用する手法がよく用いられます． モデルに対してうまく働く制御器は制御対象にもうまく働くことで制御系を構築することができます． 一方，モデル化においては必ずしも詳細まで正しい入出力特性を再現できるとは限らず，モデルと対象間にギャップがある場合には設計した制御器がうまく機能しないことがあります． 本研究は，制御対象に「モデルとのギャップを補償するための補償器」を付加してその補償されたシステムを制御することによりモデル化誤差に強い制御系の構築を行います． この方法は，ギャップ抑制に特化しているため，既存の様々な制御系設計法と併用できる点に強みがあります． これまで，線形系だけでなく非線形系や非最小位相系などの難しい対象に対しても補償可能であることをシミュレーションや実機実験で検証しており，今もさらなる研究の展開を行っています． 以下のリンクはモデル誤差抑制補償器のアメブロ，facebookおよびtwitterのページです．

スライドおよびM-file

以下ではモデル誤差抑制補償器に関する研究のスライドおよびMATLAB用のM-fileを配布しております．研究や開発目的等での利用は可能ですので，是非ご活用下さい．著作権，名誉毀損などに関する法規その他法令上の義務に従うことなど，ユーザーご自身の責任において行っていただきますようお願いいたします．当サイトの御利用につき，何らかのトラブルや損失・損害等につきましては一切責任を問わないものとします．間違え・不具合等がありましたらご連絡お願い致します． 　　　　

• モデル誤差抑制補償器を用いた制御系の基礎研究
  
  • 研究業績
    梅井啓紀，岡島寛，松永信智，浅井徹：モデル誤差抑制補償器の多入出力システムに対する設計，システム制御情報学会論文誌，Vol.27, No.2, pp.67-72(2014) pdf(j-stage)
    奥村洸祐，岡島寛，松永信智：センサノイズ環境下でのモデル誤差抑制補償器の設計，システム制御情報学会誌，Vol.30，No.4，pp.153-155(2017) pdf(j-stage)
    H. Okajima, H. Umei, N. Matsunaga and T. Asai: A Design Method of Compensator to Minimize Model Error; SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration, Vol. 6, No. 4, pp. 267-275 (2013) pdf(j-stage)
  • Slide
    梅井啓紀，岡島寛，浅井徹，松永信智：モデル誤差抑制補償器を含むフィードバック制御系の安定性解析 slide
  • M-file
    モデル誤差抑制補償器の基本性能
    モデル誤差抑制補償器へのピンクノイズの影響
    モデル誤差抑制補償器への高周波ノイズの影響
    不安定なシステムに対するモデル誤差抑制補償器の応用（準備中です．）


• 並列フィードフォワード補償器を用いたモデル誤差抑制補償器に関する研究
  
  • 研究業績
    岡島寛，一政豪，松永信智：非最小位相系に対するモデル誤差抑制補償器の設計，計測自動制御学会論文集 Vol.51, No.11, pp.794-801(2015) pdf(j-stage)
    
  • Slide
    一政豪，岡島寛，松永信智：２自由度IMC構造を用いた温度制御系の設計 slide
    一政豪，岡島寛，松永信智：比対角成分のフィードバックによるロバストな均一温度制御系の設計 slide
  • M-file
    並列フィードフォワード補償器を用いたモデル誤差抑制補償器の非最小位相系に対する応用
    
  　　
• 非線形システムに対するモデル誤差抑制補償器の研究
  
  • 研究業績
    岡島寛，西村悠樹，松永信智：モデル誤差抑制補償に基づく非線形システムのフィードバック線形化，計測自動制御学会論文集，Vol. 50, No. 12, pp. 869-874 (2014) pdf(j-stage)
  • Slide
    梅井啓紀，岡島寛，松永信智，浅井徹：モデル誤差抑制補償器による非線形システム制御 slide
    金丸瑛佑，岡島寛，松永信智：補償器の非対角項を考慮したVTOL機に対するロバストな飛行制御系の設計 slide
    金丸瑛佑，岡島寛，松永信智：ロバストな入出力線形化を用いた油圧システムの制御 slide
    
  • M-file
    VTOL機に対するロバストな飛行制御系


• ビークル制御系へのモデル誤差抑制補償器の応用に関する研究
  
  • 研究業績
    岡島寛，松永信智：モデル誤差抑制補償器に基づくロバスト経路追従制御，システム制御情報学会論文誌，Vol.29，No.10, pp.466-468，(2016) pdf(j-stage)
    宮本洋孝，田中友樹，岡島寛，松永信智：PID制御を用いたモデル誤差抑制補償器と拡張カルマンフィルタによるスキッドステア型車両の操縦支援制御，電気学会論文誌C，Vol.136, No.5, pp.642-649 (2016)
    丸野裕太郎，A.T.Zengin，岡島寛，松永信智，中村憲仁：モデル誤差補償による福祉用前輪駆動型パーソナルビークルSTAViの操縦特性の改善，JSME（C編）, Vol.79, No.808, pp.4721-4733 (2013)
  • Slide
    岡島寛，松永信智：モデル誤差抑制補償器に基づく自動車のロバスト経路追従制御系の設計 slide
  • M-file
    自動車のロバスト経路追従制御系
    車輪型倒立振子のS字走行におけるモデル誤差の影響


• 終端状態制御とモデル誤差抑制補償器を併用した制御系の研究
  
  • 研究業績
    藤岡巧，岡島寛，松永信智：モデル誤差抑制補償器と周波数整形型終端状態制御の併用による3慣性ベンチマーク問題の一解法，計測自動制御学会論文集，Vol.50, No.12, pp.861-868(2014) pdf(j-stage)
    
  • Slide
    藤岡巧，岡島寛，松永信智：終端状態制御とモデル誤差抑制補償器によるロバスト制振制御 slide
    
  • M-file
    終端状態制御とモデル誤差抑制補償器による3慣性ベンチマーク問題(準備中です．)


• モデル誤差抑制補償器の構造を応用した信号制限フィルタの研究
  
  • 研究業績
    岡島寛，中林佑多，松永信智：任意信号に対して速度・加速度を制約する信号制限フィルタの設計，計測自動制御学会論文集, Vol.54，No.1，pp.146-152(2018)
    
  • Slide
    中林佑多，岡島寛，松永信智：小型ビークルを用いた信号制限フィルタの検証実験 slide
    
  • M-file
    速度制限フィルタのSimulinkモデル

ネットワーク化制御システムの研究

　通信を介して制御を行う場合には，信号の圧縮による量子化が重要な問題となります． これまで，通信容量制約を満たすための量子化器の設計や，通信容量制約下での性能改善に関する研究を様々な視点から行っています．

研究業績

• 岡島寛，南裕樹，松永信智：ネットワーク化制御系に対する設計自由度の高い制御構造の提案，計測自動制御学会論文集 Vol. 52, No. 7, pp. (2015) pdf(j-stage)
• H. Okajima, K. Sawada and N. Matsunaga: Dynamic Quantizer Design under Communication Rate Constraints, IEEE Transactions on Automatic Control (accepted)
• H. Okajima, M. Honda, R. Yoshino and N. Matsunaga：A Design Method of Delta-Sigma Data Conversion System with Pre-Filter，SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration Vol. 8, No. 2, pp. 154-160 (2015)
• 鍋倉司樹，岡島寛，松永信智：プレフィルタとポストフィルタを含むAD/DA変換系の設計と音声信号圧縮系への適用，計測自動制御学会論文集，Vol. 50, No. 3, pp. 295-302 (2014)
• 岡島寛，澤田賢治，海部静，松永信智：通信容量制約を満足する動的量子化器の出力可到達領域に基づいた性能改善；計測自動制御学会論文集，Vol.48，No.6, pp.359-361 (2012)pdf(j-stage)
• 岡島寛，澤田賢治，松永信智，南裕樹：通信容量制約に基づくMIMO系に対する動的量子化器設計；電気学会論文誌C編，Vol.131，No.10, pp.1767-1774 (2011)
• 岡島寛，松永信智：AD/DA変換におけるプレフィルタとポストフィルタの二段階設計；計測自動制御学会論文集，Vol.47，No.4, pp. 217-219 (2011)
• 岡島寛，澤田賢治，松永信智：通信容量制約に基づく動的量子化器の統合設計；計測自動制御学会論文集，Vol.47，No.2, pp. 126-133 (2011) pdf(j-stage)
• H. Okajima, N. Matsunaga and S. Kawaji：Design of Dynamic Quantizers for 2-DOF IMC and Its Application to the Temperature Control of a Heat Plate；SICE Journal of Control Measurement and System Integration，Vol.4，No.1, pp. 77-82 (2011)
• 佐々野浩二，岡島寛，松永信智：非整数次PID制御系のメモリ制約下での実装手法の検討と熱板温度制御系による実機検証；システム制御情報学会論文誌，Vol. 23，No. 11，257/264 (2010)
• 岡島寛，松永信智，澤田賢治：通信容量制約に基づく動的量子化器の量子化幅設計と性能解析；計測自動制御学会論文集，Vol.46，No.6，327/335 (2010) pdf(j-stage)
• 岡島寛，梅本達也，松永信智，川路茂保：むだ時間を有する2自由度IMCにおける動的量子化器の構成；計測自動制御学会論文集，Vol.46，No.3，pp.149-156 (2010) pdf(j-stage)
• 岡島寛，松永信智，川路茂保：設計自由度を陽に含む動的量子化器；計測自動制御学会論文集，Vol.44，No.5，pp.458-460 (2008) pdf(j-stage)

画像処理に関する研究

　DLPプロジェクタの映像表示に関する研究を行っています．少ないデータ量で映像表示することで動画フレームレートの改善などを行います．

研究業績

• G. Koutaki, H. Okajima, N. Matsunaga and K. Uchimura, Color Quantization and Optimization of Luminance for Digital Mirror Device?based Projector, IEEE trans. Consumer Electronics, Vol. 62, No. 2, pp. 103-110 (2016)
• 岡島寛，上瀧剛，松永信智：DLPプロジェクタに対する光量と画質制御のためのPWM幅設計，計測自動制御学会論文集，Vol. 51, No. 9, pp. 645-654 (2015)

株価モデル，市場モデル化に関する研究

　市場原理の数理モデル化に関する研究を最近スタートしており，特に，株式市場の数理モデル化に関する研究を中心に研究を進めております．