As a technique of self-position estimation on mobile robots, a new odometry method by visual tracking of road or floor surface is proposed. The motion estimation upto 3-DOF(motion 2-DOF and rotation 1-DOF) is possible by other studies. We extend visual measurement to 6-DOF in order to apply to various type of mobile robots in this study. The estimation to height direction is important. In this paper, the visual tracking method including resolution conversion of image is described. The results of experiment on motion measurement is also described.

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本研究室では画像上の特徴的な画素の座標値を抽出することにより，画像処理を適正化させることが可能なピクセル抽出の研究を行っている．我々はこのピクセル抽出を行う回路と，移動物体の撮像に適した全画素CCDカメラを組み合わせた視覚センサシステムを構築した．そして，本視覚センサシステムの一評価として，移動物体に対する高速な中心検出により，安定した追跡を行えることを明らかにし，撮像中に移動物体の個数が変動しても，対応できることを検証した．

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筆者らは不整脈アブレーション療法の新しいカテーテル誘導法を研究している．体表面電位に逆問題を適用することによりダイポール位置を推定し，カテーテルを誘導することを目標としている．不均質にしたタンク内で誘導実験を10回以上行い目標部位への誤差が5 mm以下に抑えられた．

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従来のエアーマットを利用した無拘束・無侵襲での長時間呼吸信号計測システムが提案されている．この呼吸信号を自動計測することで被験者の健康状態をモニタリングできる．しかしながら，慢性閉塞性肺疾患などの患者のリハビリ効果を観測するには，直接，横隔膜・胸部の動きをモニターする必要がある．本計測システムは振動加速度センサーを用いた呼吸器系運動の計測システムである．

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高齢者と身体障害者を対象とした介護福祉器機はいろいろなものが開発されている．しかし，操作能力が失われている老人または全身麻痺の患者に対して，人間の意識による制御可能の福祉機器はあまりない．我々は人間の脳意識によって器機操作について研究している．本報告では，研究アプローチの提案と脳波予備実験を紹介する．

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PIDコントローラは産業界の基本の制御技術として広く使われている．ところが実際のプロセス制御の現場では，約1/3が開ループのままで，応答の良くないループも約1/3にものぼるという報告もある．一方，PIDコントローラが苦手とする制御対象として，むだ時間系，積分系や不安定系などがあることも知られている．これらの制御対象にも良好な制御性能が得られるように，従来のPIDコントローラとのつながりを持ち，木村教授の提唱するモデル駆動制御の概念を導入したモデル駆動PIDコントローラを開発してきた．本稿では，その特徴と実適用例を紹介する．

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プロセス制御用計算機システム標準装備の部品を組み合わせることで，プロセス制御の主軸であるPID制御に簡単に外乱オブザーバ補償機能を付加できる制御系構造を提案する．本制御を積分特性を持つ電解塩素製造プラント緊急対応圧力制御へ適用し，簡便な実装形態で著しい安定性能を実現できた．

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空調システムは，干渉の強い多変数システムであり，高精度の温湿度制御を目指して，多変数制御としての設計手法の確立が望まれている．本報告では，操作量となる冷水器，加熱器，加湿器に存在する拘束を陽に考慮できる一般化モデル予測制御を用いて，実プラントにおいて実験を行い，その有効性を検証した．

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As for the petroleum refinement and the petrochemical process, it is the subject that more reduction of the production cost is important from the intensification of the international competition. Then, a static model is derived by the gas chromatograph sensor of the distillation unit using a neural network based on Nelder-Mead method. Finally, the model is evaluated on the prediction of soft-sensor value such as distillation unit operation data.

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本報告では，多入出力系である射出成型機の加熱シリンダの温度制御プロセスにオートチューニングPID制御法を適用することを念頭に制御系の設計を行う．まず，加熱シリンダの数式モデルを考察し，制御対象の定常値から静的ゲインによる非干渉化補償器を設計する．その上でオートチューニングＰＩＤ制御系を構築する．

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This paper is concerned with stability analysis of hybrid dynamical systems by using ‘Sum of Squares’(SOS)Lyapunov functions. A stability criterion is proposed for hybrid dynamical systems with nonlinear continuous dynamics in terms of LMIs and LMEs. A numerical example is provided to illustrate the stability criterion.

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本発表では，状態の解軌道を直接支配する固有値に着目した区分的線形システムの安定解析を行う．ただし，状態変数の次元は２次とする．従来の区分的線形システムの安定解析は，リアプノフの定理の拡張・適用に主眼がおかれていた．これら従来法の問題点は，その結果があらかじめ固定するリアプノフ関数のクラスに依存し，十分条件しか得られないことである．一方，本発表のアプローチは，解軌道を直接解析するものであり，必要十分条件を得ることができる．

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区分的線形システムの一種である区分的ARXモデルを同定する方法として，クラスタリング，線形回帰問題，分類問題を組み合わせて用いた方法が提案されている．本報告では，線形回帰問題のパラメータ推定法として，最小二乗法ではなく，サポートベクター回帰を用いることを提案する．提案法を用いることにより，特にデータ数が少ない場合に有効であることを数値例を通して明らかにする．

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In this paper, we deal with Hybrid System based on Nonstandard Situation Calculus that is a extension of Situation Calculus based on Nonstandard Analysis. Especially, we discuss about Zeno phenomenon in Hybrid System. We also discuss about behavior of Hybrid System caused by very small value.

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倒立振子は，非線形制御技法を例示するのに使われるもっとも一般的な実験装置の一つであるが，実際の振子系では支点移動幅に必ず制限があるため，この点を考慮した制御が重要となる．本報告では，共に支点の移動幅を考慮できる，エネルギー法に基づいた振り上げ制御則とブロック制御法を応用した線形安定化制御則を提案し，その有効性をシミュレーションと実機実験により検証する．

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倒立振子は，非線形制御技法を例示するのに使われるもっとも一般的な実験装置の一つであるが，実際の倒立振子系では支点移動幅に制限があるため，この点を考慮した制御が重要となる．本報告では，台車サーボ系の周波数特性に着目し，支点移動幅の制限を考慮した振り上げ制御則を提案する．提案する振り上げ制御則は振子の角速度を必要としない簡単なもので，その有効性はシミュレーションにより検証される．

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In this paper, a swing-up controller for a serial double inverted pendulum is proposed. The control scheme is to swing up the pendulum in three steps, Step 1: to swing up the first pendulum, Step 2 : to swing up the second pendulum while stabilizing the first pendulum at the upright position, and Step 3 : to stabilize the two pendulums around the unstable equilibrium state. A control scheme for each step and a switching rule from a step to the next step are given. A numerical simulation is given to show the effectiveness of the proposed scheme.

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複数の平衡点が存在する非線形システムに対して，各平衡点近傍において局所的目的に基づいて設計された複数の制御器を状況に応じて切換え・統合することで，システムの制御問題に対して有効な制御入力を生成する統合化知的制御システムを提案した．非線形性が強く，４つの平衡点を有する二重振子の平衡点間移動・安定化制御問題に適用し，その具体的な制御系構造と設計手法を提示した．４つの局所的な制御器と3つの統合器によって，９つすべての平衡点間移動・安定化制御を実験的に達成した．

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It is argued that the perspective of control engineering must be drastically reformed to enhance its relevance to contemporary technology, specially in the interface between networks and automation. Also, the great challenges for control are now widely opened in biology, as well as economics and finance. In biology, control theory can be a backbone of the new cybernetics which might integrate rapid development of life science to control framework. Also, it is argued that the recent breakdown of economics in guiding macro economy can be salvaged by control approach, provided that the robustness of economic model is taken carefully into account.

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動物は制御の固まりそのものであり，また有史以来数多くの制御システムが造られてきたことから，制御の遍在性を強調した．また大きいエネルギー流や物質流を操作するようになって制御は産業革命を引き起こし，さらに実生産工程の物理過程と制御の情報処理過程が分離して，大規模複雑な制御が可能になったことを論じた．

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We discuss the historical trends of control engineering at a stand point of the first to the third wave in the book “The third wave” published by Alvin Toffer. Next wave, that is, the forth wave, intends to the robot innovation. And also we forcus on the transdisciplinary of control engineering and robotics.

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バイスペクトルの情報は，２次非線形の解析やノイズに強い計測系開発の可能性のため，近年種々の分野に急速に浸透しつつあるが，観測データに即した自動推定法の観点からは，未だ改良の余地がある．本稿では，ペリオドグラム平滑化法による定常バイスペクトル推定法に着目し，１本の見本信号から平滑化窓帯域幅を自動決定し，以ってその定常バイスペクトルを高精度自動推定する方法の提案とその有効性の立証結果について報告する．

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経済動向の把握等に必要となるトレンド推定の有効な手法の一つとして指数平滑化法が用いられているが，指数平滑モデルに含まれる平滑化定数の設定は分析者の経験や直感に依存して行われてきた．本研究では，平滑化定数の最適な設定値を見出すために，この設定をカルマンフィルタによるパラメータ推定問題として扱う方法を提案する．

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本研究では，超小型の浮上系の姿勢角推定システムの開発を目的としている．レートジャイロと加速度センサの情報を用いて，姿勢角を推定するオブザーバを設計し，２ロータ系の浮上実験により有効性を確認した．加速度センサの動特性の同定を行い，センサ特性を考慮したオブザーバを設計した．

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ニュートン法に基づく回帰型非線形システムのパラメータ推定に関する一つの手法が述べられる．内容の第1点目は，非線形最小２乗問題の有力な解法の一つであるLevenberg-Marquardt法における設計変数の一つの設定手法が述べられる．第２点目は，パラメータ推定器のゲインの調整に関し，この調整には，ある種の離散時間型代数リカッチ方程式の解として得られるパラメータを用いれば良いことが述べられる．

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マニピュレータシステムのパラメータ同定法として，逐次同定法，混合型同定法などがある．これらの同定法は，同定のための試行回数が多いために，推定パラメータのデータサンプル数が少なくなる場合，推定パラメータの測定値の不確かさを評価する方法が必要となる．そこで本報告では，そうした問題に対する解決法としてGrey誤差モデルを適用し，推定パラメータの不確かさの評価を試みた．また，その結果について報告する．

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This paper presents a solution to the robust stabilization problem for uncertain nonlinear time-delay systems by developing a new design scheme based on the Razumikhin stability criterion. The attention is focused on a class of nonlinear systems with the delay-related uncertainty described by unknown functions with the strict-feedback form on multiple delayed states.The proposed design method only requires the knowledge of the upper bounding functions of the unknown functions, and leads to a delay-independent state feedback control law.

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In the company of the twin-gyro synchronization control, the slewing motion control of a truss arm system, installed with a V-gimbaled control-moment-gyro onboard, is studied. The feedback linearization technique is utilized to partially linearize the nominal model of the nonlinear system. During the linearization, two specific output functions are chosen to satisfy the system tracking and synchronization requirements. The system tracking dynamics are bounded by properly determining control indices and demand signals. The nominally and partially feedback linearized system still contains some linear or nonlinear uncertain terms. We apply the backstepping approach to designing an adaptive nonlinear controller. In the designing procedure, the tuning function design approach is extended to a multiple input case via introducing a correction term in the last backstepping step, such that the dynamic order of the adaptive controller is reduced to its minimum. Performance of the presented controller is verified by simulation results.

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近年，コンピュータ技術の発展により，大量のデータの記憶と高速な検索・読み出しが可能となった．これに伴い，蓄積されたシステムの入出力データから局所モデルを構成する「Just-In-Time（JIT）モデリング」と呼ばれる新たなモデリング手法が近年注目を浴びている．本稿では，このJIT法の考え方に基づいた新たなPIDコントローラを提案している．また数値例ではあるが，非線形系に対する有効性を検証している．

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本論文では，縦方向の車両追従問題において，従来考慮されなかった車両モデルのパラメータ変動とスリップを考慮した適応ニューラルネットワーク制御と理想加速度算出則を併用する制御手法を提案する．併用により，車間距離誤差（理想車間距離と実車間距離の誤差）が零に収束するだけでなく，プラトーン安定性（車間距離誤差の伝播がプラトーン走行車群の後方にいくに従い小さくなること）が確保されることを数理的に証明した．

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状況意味論の考え方をもとに人工物の機能とインタラクションの形式的モデルを与え，その基本的な 性質について論じる．

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This paper proposes a design framework for combining and capitalizing on the advantages of human and mechanized automatic control into their joint activity. Based upon the concept of mixed-initiative interaction for human-machine collaboration, co-adaptive and mutual-shaping function allocation for the system design are discussed in terms of the importance of “externalized” probing activities in their interaction. After the experiments using a simulated robot teleoperation environment, the effects of such externalization toward the naturalistic human-machine coordination are examined.

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工学プラントの安全性と信頼性向上のための人間－機械系のインタラクションとしてのコオペレータの概念を述べる．運転支援システムをコオペレータとして発展させるための重要な課題は，様々な詳細度で対話的に説明できる機能の付加である．また，著者らが開発している動的操作パーミッションシステムを紹介する．

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ネットワーク上の流れの制御を，ネットワークの各ノードに配置された自律的なゲートと，流量により強度を変えるゲート間相互作用によって実現する方法を示す．ここでは，一般道路の交通管制における広域信号機系のオフセット制御への適用を例に記述し，提案手法の有効性を道路交通流シミュレータによって定量的に評価した．

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オンライン・スケジューリングの現状と課題を整理した上で，新たに創発的アプローチによる問題解決の可能性を検討する．特に，インタラクションのための仮想的な情報場がどうあるべきかを議論するとともに，リアクティブ・スケジューリング方式を題材としてこのような情報場の設計指針について考察する．

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A simple control method is proposed for a linear discrete time system, which is tentatively called a simple model matching method. The method is extended for a system with time lag. Methods so as to introduce an integrator and adjustment parameters are also discussed.

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Model Predictive Control (MPC) has recently found wide acceptance in industrial applications, but its potential has been much impounded by linear models due to the lack of a similarly accepted nonlinear modelling or data based technique. The authors have recently developed a new method for obtaining Volterra kernels of up to third order by use of pseudorandom M-sequence. By use of this method, nonparametric NMPC is derived in discrete-time using multi-dimensional convolution between plant data and Volterra kernel measurements. This approach is applied to an industrial polymerisation process using Volterra kernels of up to the third order. Results show that the nonparametric approach s very efficient and effective.

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Receding Horizon制御（RH制御）とは，各時刻で有限時間未来での最適制御問題を解いて入力を決定する制御手法である．RH制御を実時間で実装するために問題を高速で解くアルゴリズムC/GMRESがあるが，扱う問題によっては計算が破綻するなどの課題がある．そこで本研究ではアルゴリズムにブロックJacobi，ILUなどの前処理を加えることで高精度の解を求め，計算の安定化を試みる．

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入力多重型Multirate装置は制御性能が向上する一方で制御入力がしばしば振動的になりやすい．この影響はサンプル点間のリップルに現れ，時として大きな偏差を生む．本研究ではサンプル点間を考慮した一般化予測制御則をMultirate系へ拡張し，サンプル点間のリップルを改善する．

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セルフチューニング制御の多くは制御対象をCARMA過程として記述し，この場合，外乱はMA過程で記述されている．しかし，プロセス系では外乱の特性はより複雑な場合があり，外乱をARMA過程で記述する方が適切な場合がある．本稿では，このような系に対するセルフチューニング極配置制御系の一設計法を提案する．

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マルチレートシステムは，センサーとアクチュエータ間やセンサー間で動作周期が異なる場合に現れるシステムである．特に，出力のサンプリング周期が遅い場合には，サンプリング点間での出力追従は通常保証されない．本報告では，出力のサンプリング周期に比べ入力を早いサンプリングで印加できる多入出力系に対し，入力の速いサンプリングでプラント出力を規範モデル出力に追従させるマルチレートモデル出力追従制御系の設計法の提案を行う．

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Fuzzy control is used in many field because the fuzzy control is able to discribe nonlinear control scheme easily. But to design the optimal deduction rules, the precise knowledge about the control object and many try and error step is needed. To automize the process to define the deduction rules, a method which use the generic algorithms is proposed in this report. The results of this research, a set of deduction rules obtained by this method performed better than the set which made by manually.

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Wei has introduced the concept of antisymmetric stepwise configuration (ASC) of linear uncertain time varying systems and proved that it is necessary and sufficient for uncertain linear systems to have this configuration to be quadratically stabilizable by means of linear state variable feedback. On the other hand, we have developed conditions for the delay independent stabilization of uncertain linear time-varying systems by means of memoryless linear state variable feedback. In this report the conditions so far obtained is developed and it is proved that generally to have ASC is also sufficient condition for the delay independent stabilizability of linear uncertain delayed systems by means of linear state variable feedback, which is the same for Wei's method.

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This paper considers feedback control systems wherein the control loops are closed through a real time network, and expresses the LTI system with the constraint in an input/output as a periodic discrete time system. We shall stabilize this system by using periodic Kalman filter. A numerical example shows that our method is effective.

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In this paper, we apply ILQ optimal servo system design method to continuous time systems with time-delay in input. This design method has not been extended so far for such systems. When we apply it to such systems, we must predict the value of state just the time-delay ahead. This problem can be avoided by using the state predictive control which is an effective control method for time-delay plants. In addition, we study the stability of the resulting control system for time-delay uncertainties.

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人間と共存・協調するロボットは，個人の好みに合わせてその運動特性が調整されることが望ましい．ここではロボットから人間への手渡し動作に注目し，音声認識を用いて積極的にロボットの運動特性を調整することが可能なマン・マシン・インターフェイスを構築する．そして，本インターフェイスを用いた実験により，一般性のある副詞を用いた効率的な調整を実現し，その有効性を確認する．

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本研究では，作業ロボットシステムの開発・保守を容易にするために，ロボットシステム言語の標準化を行う．そして，提案するロボットシステム言語を用いて３次元形状帯状対象物組付けロボットシステムを開発し，言語の標準化による効果を検証する．

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本研究では1.0mm～3.0mm前後のマイクロ部品の組立てを行うロボットシステムを提案する．ロボットは３軸直交型とし，２作業域間を移動可能で，マイクロハンドを装備している．作業域は，多品種の部品を置く領域，部品の組立てを行う個別領域とし，それぞれ画像処理による認識を可能にする．

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廃棄製品の内部部品を外枠に結合するネジ頭部は部品が密集する内側にあるため工具を差し込みにくく，分解が困難である．そこで，裏面となるネジ部からの振動分解工具を用いた分解法を提案する．また，分解では部品配置より工具径と差込方向が制限されるため，ネジ部周辺の状態より部品の分解順序・方向の決定法を提案する．

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摩擦力の差を利用して移動するＬ字形３自由度アザラシ型精密位置決め機構の移動量の計算値と実験値とを比較した．ｘｙ方向駆動時には脚の摩擦によるモーメントで，摩擦による仕事が最小になる角度の回転が発生する．θ方向では脚先の摩擦機構が固定されるため，幾何学的な計算で求められる．全ての方向の移動量および他軸への干渉量とともに，実験値と計算値とが一致した．これらより，干渉は構造に起因することが明らかになった．

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