歯車の特異接触問題の解析手法について講演する.

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ボールねじの微視的特性に関しては，ボールの転動に至るまでの非線形ばね特性の効果が多くの実験データによって検証されてきているが，その解釈については必ずしも一般的な見解が得られているわけではなく，位置決め機構の動的挙動を定量的に予測可能なモデルは確立されていない．本講では，ボールねじの微視的挙動に関する実験結果を今一度吟味し，位置決め性能への効果について整理する．また，粘弾塑性のヒステリシスモデルに準じた理想化モデルをもとにシミュレーションした結果について報告する．

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多くの送り駆動機構にはころがり要素が用いられているが，
微小変位領域におけるころがり要素の動的挙動はあまり
検討されておらず，この挙動を解明することが送り駆動系の
高精度化への重要な課題となっている．
本研究ではACサーボモータ単体に対して，変位に依存して
変化する摩擦力を考慮した送り駆動系の数学モデルを提案
し，実験結果との比較によってモデルの有用性を示す．

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筆者らが提案している適応観測器を用いた連続時間モデル同定手法の安定性解析を行う。提案手法の安定性解析に関しては、既に発表しているが、計算量の削減を目指して導入した、時不変な状態変数フィルタを用いることにより、より正確に誤差を評価できるようになったので、これを報告する。

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本研究では，連続時間系の2-Delay入力離散時間モデルの零点が，サンプリング周期が制御対象の時定数に比較して十分に短い場合，通常の離散時間モデル同様，制御対象の連続時間相対次数にのみ依存する極限零点に収束することに注目した新しい離散時間適応制御系の設計法を提案する．提案の手法は通常の2-Delay入力モデル規範形適応制御系の実現に必要な零配置に関する連立方程式を実時間で解く必要がなく，安定な連続時間零点を有する制御対象に対して非常に簡潔な構造の離散時間適応制御系を構成できる．提案の手法の有効性を幾つかの数式モデル，電気油圧サーボ系の詳細モデルに対するシミュレーション結果で示す．

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　安定な適応制御を構成するためには，制御対象の次数や相対次数に関する事前情報が不可欠である．しかし，これらの情報を事前に入手することが困難である場合が多い．　ここでは，次数に依存しない制御対象の冗長化表現を利用した適応制御系構成法の枠組みで，ハイブリッド型適応制御入力の不連続性を利用して，Wavelet変換からオンラインで相対次数を推定することによって，次数と相対次数に依存しない適応制御系の一構成法を提案する．

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近年，適応制御の制御性能に注目が集まり，種々の手法が開発された．しかしながら，どの手法においても，出力誤差の収束性能は議論されているが，制御入力の過渡応答の議論はなされていない．本稿では，制御入力に無意味な振動現象が発生しにくく，かつ，出力誤差が指定された収束速度で指数的に零に収束する適応コントローラの一設計パラメータの設定法を提案する．

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本稿では，２次音源に不確かさをもつ一次元ダクト系に対して，不確かさを推定し騒音を低減する新しいアクティブ騒音制御系を提案する．提案する制御系はつぎの利点をもつ．1)ハウリングを完全に抑制できる．2)２次音源の任意の不確かさに対してロバスト安定性を保証できる．3)不確かさを逐次推定し，騒音の抑制効果を逐次最適化する適応制御系を与える．

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本研究では、ハミルトン系の対称性を利用した繰り返し制御について述べる。本手法は、ハミルトン系の反復学習制御のアルゴリズムを利用したものであるが、その制御系構成法および追従誤差の収束性等について考察する。

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High-performance tracking systems require both accurate and robust control. An accurate model of the plant is needed in order to design a model-based controller or adaptive controller that satisfies these requirements. However, due to factors like process uncertainties, process non-linearity or time varying parameters, the identification and modelling that is needed might be difficult, expensive or sometimes even impossible. To overcome this kind of difficulties, several learning control techniques have been proposed. The origin of learning feedforward control can be traced back to a scheme known as Feedback Error Learning (FEL). This scheme was proposed by Kawato et al. (1987). The main objective of FEL is to implement the feedforward controller as a function approximator, instead of designing linear control on the basis of a plant model. The type of function approximator used by Kawato (1993) and Brown (1994), as an example, are Multi Layer Perception (MLP) and B-splines neural network, respectively. Several problems exist for theses kinds of function approximators such as slow convergence, local minima, computational load and high memory requirement. However, applications have shown that the FEL controller gives a considerable improvement on the performance of the system. Moreover, FEL can obtain a high tracking performance without extensive modeling. The novelty of FEL lies in its use of feedback error as a teaching signal, which is essentially new in control literature. Recently, Miyamura and Kimura (2002) have established a control theoretical validity of the FEL method in the frame of adaptive control for SISO, proving its stability based on strictly positive realness, whereas Muramatsu and Watanabe (2004) have relaxed the positive realness condition of FEL by using the error signal between the reference and the output signal as well as the feedback input. They have used an adaptive linear filter for function approximator, and did not use MLP nor B-spline neural networks any more, but still the learning of the inverse model has been effectively used. In view of the fact that most of the process control applications are multi-input multi-output (MIMO), we generalize FEL for a MIMO system in this paper using simple linear system parameterization of the feedforward control as a function approximator. The parameter has a matrix form instead of a vector form, but we can derive a learning law in a similar way as in the SISO case. Also, we relax the biproper condition even in the MIMO case. The concept of the interactor (Mutoh and Nikiforuk, 1992) is used for our purpose. This concept was originally introduced to generalize the relative degree of scalar transfer functions to MIMO systems. Furthermore, MIMO-FEL online learning algorithm provides a powerful set of tools for automatically fine-tuning of a feedforward controller to improve the performance while in operation, or for automatically adapting to the changing dynamics. For MIMO-FEL to be widely adopted for applications such as airplane flight, it is critical that we have to have safety guarantees, specifically stability guarantees. Therefore, stability analysis of the derived MIMO-FEL learning law will be proved using Lyapunov satiability theory.

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本研究では、不完全知覚環境下におけるProfit Sharing 法として、タスクを達成するのに悪影響を与える不完全知覚を発見する新しい手法として状態への遷移率と行動決定度を用いた手法を示し、その有効性を数値シミュレーションにより確認する。

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　環境条件や動作条件に応じてシステムとそれを取り巻く動特性は大きく変動する．そのようなシステムの効率・収益・損失を常に極値に維持するようなシステムを極値制御という．これまで，制御対象や評価関数に未知パラメータを含む場合に適用可能な，極値探索制御についての研究が盛んに行われきたが，時変システムに対する適用は難しかった．　ここでは，内部モデル原理に基づく非線形システムの極値探索制御方式の構成法を示し，その有効性を評価関数に未知パラメータが含まれる例題において確認した．

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一般化予測制御則に基づいてI-PD制御器を設計する。I-PD制御器は入力多重型マルチレート系において設計される。本論文により提案する方法は、一般化予測制御の参照入力応答を調整するパラメータをI-PD制御器の設計に取り入れているので、参照入力応答を改善することができる。

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北九州の地元企業と北九州市立大学との共同研究で、杉チップに常在している微生物群を利用して、紙おむつ組成成分に半分くらい占めているセルロースを完全に分解することを目指して、使用済紙おむつを自然に分解する研究を行った。そこで得られた結果をもとに処理システムのモデルを作成し、制御シミュレーションを行い、安定した廃棄物処理システムを構築していこうと考えている。

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本報告では、高炉操業を支援するためのJavaベースの高炉トータルシミュレータ、可視化システムおよび、操業支援について報告する。まず、既存の部分シミュレータを統合して構築されたJavaベースの高炉トータルシミュレータについて説明し、次に、シミュレーション結果や実測値を画像情報として提供する高炉の可視化システムについて述べる。さらに、それらを用いて高炉の羽口側の操作変数を変更させたときのシミュレーション結果から操業を支援する操業支援方法について述べる。

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主成分分析を用いた故障検出法において、さまざまな主成分数のモデルを並行監視すること（Multi-dimensional monitoring: MDM）を検討した。MDMでは監視主成分数の増加による誤報率上昇が発生するため、故障検出閾値をよりコンサーバティブに設定する必要がある。Tennessee Eastman プラントシミュレーションのケーススタディによって手法の検証を行い、従来法との比較の結果、その有用性を確認した。

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非線形性を有するプラントに関しては、入力に含まれる非線形性が実際に制御する際に大きな問題となることが多い。そこで、入力に含まれる静的な非線形要素と線形動的要素の組み合わせにより近似してモデル化を行い、リミットサイクル法を用いて非線形性および、線形な動特性を推定する手法を提案する。また、推定した非線形性を補償する手法を提案して、制御設計に対しての影響を考察する。

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液晶用塗布装置において、従来は回転型のスピン・コーターと呼ばれるタイプが主力であったが、近年ガラスサイズの大型化に伴いガントリー・タイプが主流となりつつある。　ここではガントリー・タイプの精密速度制御において要求される要素を述べ、又ＰＣコントローラを使ってクロスカップリング方式により速度ムラと左右偏差を要求仕様以下に抑える制御に成功した事を報告する。

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バイオエタノールを燃料にするために、HIDiCを利用できると、大幅な省エネルギーが期待できるが、操作量の上下限等、非線形の制約が問題になる。本発表では、システムの物理的な構造と制御性能の関係を論じ、有効な制御系の構成を求める。

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バッチ重合温度制御を対象とし、モデルベース制御の一手法であるGeneric Model Control(GMC)による反応温度制御系の制御則を導出した。その有効性を検証するために、重合反応プラントでの実液試験を実施し、既設のＰＩＤ制御と比較した結果を示す。

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制御が困難な対象としてダイナミクスが離散系と連続系のハイブリッドダイナミカルモデルとして表現される化学プロセスがある。このようなプロセスに対して多重モデルアプローチに基づく制御系設計を行い、またその制御性能について検討を行う。

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操作量飽和を有するプラントにおいて製定時間短縮が望まれている。従来法では、安定性の面から操作量飽和を起こさないような制御が行われてきた。しかし、この方法ではプラントの性能を十分に生かすことができず製定時間の遅延を引き起こす。そこで本研究では、操作量飽和を有するプラントに対して最適な操作量・制御量信号を用いたFF制御則を提案し、提案手法の検証及び最適FF信号導出の自動化を行った。

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プロセス制御では、外乱の影響抑制のためにフィードフォワード制御がよく行われる。
そこで、外乱変化時の運転データを用いて、プラントモデルを用いずにフィードフォワード制御を直接設計する方法を提案する。
提案する手法を熱流体が流れるプロセスへ適用し、効果を確認する。

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適用範囲の広いプロセスコントローラとして、木村教授が定義された”モデル駆動制御”の概念を取り込んだモデル駆動PID(MD-PID)制御を筆者らは提案している。そのMD-PID制御では、むだ時間演算部分をリングカウンタによりデジタル実現しているが、このむだ時間演算をPade近似することにより連続時間モデルで近似することが可能である。これにより、PID制御構造に近づけることが可能である。ここでは、むだ時間をもつ一次遅れの制御対象で、時定数に比べてむだ時間が長いケースについて、MD-PID制御に基づき、そのPID制御構造とその制御性の特徴について議論する。

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むだ時間を持つ制御対象の代表的な制御設計方法としてSmith補償器がある。そしてSmith補償器のロバスト性を改善したSmith　Double-controllerがある。本論文ではSmith　Double-controllerを1入力1出力系から多入力多出力系に対するコントローラへ拡張し、むだ時間のズレに対して強い制御系設計を導く。最後に数値例により提案手法の有効性を示す。

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多くのプロセス制御系においてPIDコントローラのパラメータ
調整に限界感度法が用いられているが，応答の振幅比は
おおよそ1/4に限られてしまう．そのため任意の減衰係数を
指定できるパラメータ調整法が求められている．
純粋なむだ時間をもつプラントでは極から減衰係数を求める
ことができないことから，本研究ではむだ時間に2次のPadé
近似を適用したときの振動極に着目して，1次遅れ＋むだ
時間系の極配置と減衰係数ならびに限界感度との関係に
について検討した．

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本稿はヘリコプターのトラキッング問題を扱っている。システム応答がステップ状目標値に追従するような制御器の設計に線形上界に基づくギャランティードコスト制御方式を適用している。ヘリコプターの縦運動の数値シミュレーションによって、この方法が良い性能を与えることを示している。

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本研究では、UAV/MAVに搭載することを目的とした小型のオートパイロットユニットの開発のための基礎研究として、オートパイロットユニット試作機をホビークラスの小型ヘリコプタSST-Eagleに搭載し、そのユニットを用いたホバリング制御を行うことを目的とします。
具体的な進め方としては、センサシステムとヘリコプタのダイナミクスを複合したモデルを求め、そのモデルを元に設計された制御器をユニットに実装し自律制御を行います。

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2機の小型飛行実証機を製作し、それを用い自動フォーメーション飛行を行うために設計した飛行制御システム及び飛行試験結果について述べる。

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最終的にUAVの剛体モデルにおいて最適且つ現実的なマヌーバを実現させるため，最適制御による誘導制御アルゴリズムの導入法について検討を行う．本手法の有効性を示す一例として，実際に簡単な最適制御問題を解き，剛体モデルにおいて最適なマヌーバが実現できることを示す．

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飛翔体・航空機の追跡・回避微分ゲーム問題はいろいろ研究されているが，解法が非常に難しいために，これまでの研究の大部分が非常に単純化したモデルを用いたり，線形化近似したり，また最短時間問題として問いたりしていて工学的な観点からの価値が見られない。この問題の本質的な評価関数は最接近時の会合誤差である。本研究においては実用的なレベルのモデルを用いて会合誤差を評価関数とする微分ゲーム問題の一解法を提案し，具体的な解を示した。

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DAS(dive and ascent satellite)を用いれば，現有の観測センサーでより高い観測精度が得られる．そこでわれわれはDASを用いた地球観測システムを提案している．目標地点を通過する時間が調整できれば，より少ない衛星でシステムを構築することができる．そこで，今回は「目標地点を通過する時間を考慮したDASの最適軌道制御」について説明する．

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地球の周りの円軌道上を周回する宇宙機に対する他の宇宙機の相対運動はHill方程式によって記述される．その楕円軌道解はフライアラウンドやランデブー制御に有用である．この論文では最適レギュレータ理論に基づく楕円軌道間移行制御方法を提案する．

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本研究では、楕円軌道上を周回するTargetの回りで複数のChaserをフォーメーションフライトさせるための制御手法として、ポテンシャル法の適用を検討する。ポテンシャル法は、目標位置で最小値をとるポテンシャル関数を作業空間に設定し、その効果によって発生する仮想的な吸引力、又は斥力を制御力として利用する手法である。この手法を適用することで、低推力の連続スラスタを用いたフォーメーションフライトの手法の実現を試みる。

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本研究では，特徴点観測による衛星運動推定時の非線形時系列データに含まれる欠損値に対し，ニューラルネットワークを用いた補完方法を提案する．提案手法は，モジュール構造型ニューラルネットワーク，拡張カルマンフィルタを用いスイッチングすることにより実時間での補完を可能とする．今回は，提案手法を欠損値を含む時系列データに適用し，2パターンの欠損（ランダム，連続的）に対して検証した．その結果，ランダムパターンにおいて高い補完精度を示した．

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２重積分器を含むOn-Off制御系の安定性解析についての講演発表

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国際宇宙ステーション日本モジュールに搭載予定のJEMRMSは，全長10[m]の親アームと全長2[m]の子アームからなる，親子型のマニピュレータシステムである．しかし，親アームの関節部が低剛性であるため，子アーム作業時の親アームの振動が問題となる．本研究では，柔軟ベースアームの振動抑制制御や無反動制御時に遭遇するマニピュレータの特異点問題に関して，特異点適合法を適用する場合に関して考察を行う．

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静止3トン級大型柔軟構造衛星ETS-VIIIは，2006年度にH2Aロケットで打ち上げられる予定である．筆者らは，この衛星の後期利用段階における，先端制御理論を用いた衛星姿勢制御技術の実証実験を提案しており，複数の制御則について衛星への適用可能性について検討を進めている．本講演では，検討結果のうち，ゲインスケジューリング制御則による姿勢制御について報告する．

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次世代の大型静止通信実験衛星の姿勢制御のためのロバスト制御の方式として対称な制御器の設計法とその技術試験衛星VIII型への適用例を示す．この制御則は，対象のパラメータに依存しないロバスト安定性を備えており、姿勢制御アルゴリズムとして有望である．制御仕様としてＨ∞外乱抑制性能を満足させ，制御器の次数として剛体モードに等しい低次元のものを設計できることを示す．離散化，周波数整形など主要な設計上の問題点についても議論する．

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大型宇宙構造物の位置と姿勢を制御する手法として、DVDFBが知られている。本研究では、DVDFBに高域遮断特性をもつフィルタをつなぎ、変位出力のみを用いた局所コントローラを構成し、これによって大型宇宙構造物の位置と姿勢を制御することを考える。このとき、コントローラのパラメータを適当に選ぶことによって閉ループ全体システムが、最適レギュレータになることを示す。

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本稿では，宇宙システムにおけるアクティブ制御系を想定した実験装置に対して,センサの異常を検知するためのFDIフィルタを設計する。FDIフィルタに求められる性能は，異常に対して高感度で，かつ，モデル化誤差や外乱に対するロバスト性である。宇宙システムは精密に設計,製作される場合が多くモデル化誤差は比較的少ないと考えられる。一方,外乱については種々の要因によってシステムに加わることが多い。そこで,FDIフィルタの設計方法の1つとして提案されているH∞フィルタを用いることが有効であると考えた。これにより外乱に対してロバストなFDIフィルタを設計する。その有用性はシミュレーションと実験により確認する。

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その自由度の高さからRCヘリコプタの自律飛行制御の研究が現在活発に行われている。これを実現するには機体の３次元位置を計測するシステムが必要である。これまでに筆者らは、４つの目印点を単眼視により撮影し、カメラと画像上の目印点の位置関係から３次元位置座標を算出する位置計測方法　を提案している。
本論文では、提案した位置計測方法を実装し、RCヘリコプタの自律飛行システムを構築したことを報告する。

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小型無人ヘリコプタは空中停止や移動 ができるため、高所における点検や危険作業への応用が期待されている。近年GPSをベースに小型無人ヘリコプタの自律化が研究者の注目を集めている．しかし、GPSからの速度と位置情報が劣化した場合備えるためGPSに代わるセンサが必要と考えられる。本研究では、ビジョンにより求めた地上にあるランドマークからの相対的位置を用いてヘリコプターのホバリング制御を行った。本稿ではその実験結果を示す。

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　4ローター小型ヘリコプターは4つのローターの回転数操作のみで姿勢制御が可能なため，現在主流の2ローター小型ヘリコプターよりも数学モデルの構築・制御器設計が容易だと考えられる．本論文では，制御対象の数学モデルを示し，剛体の姿勢運動が有する非線形性や風外乱などに対してロバストなスライディングモード制御理論を応用した制御器を提案する．

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近年，航空機を多方面に活用するという観点から小型無人航空機の研究が活発に行われており，中でもヘリコプタはその3次元的な飛行形態を活かして様々な分野への応用が期待されている．小型無人機の自律飛行には精度のよい位置・速度情報をコストをかけずに取得することが重要となる．そこで，本研究では低価格なセンサを用いたINS/GPS複合航法システムを提案し，自律制御系に組み込み有効性を検証する．

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オイラー角を用いた姿勢制御系は，ホバリング付近でのみ適用が可能となっている．また，小型無人ヘリコプタの高速高機動性を生した自律飛行を行うためには，姿勢角が大きな場合における３軸姿勢制御が必要となると考えられる．そのため，姿勢表現法としてクォータニオン（四元数）を用いて姿勢制御系の設計を行う．

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地震災害時，事故など有害物が存在する環境下での生存者有無の確認，また，建物の管路，高所等，人の立ち入ることができない場所での情報収集のニーズは社会的に高く，これを実現するには小型で飛行機能を持つ機械装置を用いることが適切であると思われる．そこで，本研究では質量185g程度のヒロボー社製市販無線超小型ヘリコプタ(X.R.B.) を制御対象として，システムによりモデリングし，自動離着陸およびH∞ガイダンス制御を実現したことを紹介する．

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本研究では工場など狭い経路などでの移動に有利である、全方位移動機構を荷物運搬車両に使用するＡＧＶの制御方法について検討を行う。本発表では移動能力および保守の簡便さを考慮して、車輪型機構を利用した移動ロボットをＡＧＶに応用することを考える。さらに運搬途中での積載重量の変化に対応した制御方法について検討し、シミュレーションにより有効性を検証する。

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移動ロボットが環境中を自律走行するためには環境を認識し，自己を環境中に局所化することが必要である．このような機能をより少ないセンサを用いて実現することにより，コストや重量の削減につながる．本研究では，全方位カメラとステレオカメラによる視覚情報のみから移動ロボットの自己位置同定と地図作成を行う手法について提案する．

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自律移動ロボットが環境地図を作成する際に障害物の形状情報を持たせることによって、ロボット形状に合った障害物回避を行うことが可能となる。本研究では全方位センサより得られる画像から作成する、環境地図に高さ方向の情報を追加することにより、障害物の形状情報を環境地図に持たせ、ロボット形状に合わせた障害物回避方法について提案を行い、本手法の有効性をシミュレーションにて検討を行う。

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