自動制御連合講演会講演論文集

振動制御

分光計測ステージのための外乱振動制御

石上陽一, 高橋悟, 河尻武士, 石丸伊知郎

セッションID: 521
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.248.0

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近年，分光装置を用いて測定対象の分光特性を解析し，対象の組成を計測する研究が進められている．しかし，振動等の外乱による影響でステージ位置がずれ，正確な分光特性を取得できない場合がある．本研究では，計測時に入力される外乱を外乱オブザーバを用いて推定し，ピエゾアクチュエータを制御することでステージの振動を補償する．最後に，提案した手法を用いて振動を補償し，分光計測を行うことで本研究の有効性を評価する．

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3種類の電流ドライバを用いた絶対変位センサの比較

秋山昌也, 甲斐孝志, 中村幸紀, 涌井伸二

セッションID: 522
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.249.0

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振動制御の新規センサ，絶対変位センサに状態FB則を適用し，シミュレーションによる設計を行う．従来，シミュレーションと実測の周波数応答に差異が見られた．この対策として，センサに用いている電流ドライバを変更し，逆起電力の影響を除去する．従来は，電圧FBタイプのドライバを用いていたが，電流FBおよび電流FBにPI補償を付加したドライバを用いて再設計を行い，シミュレーションと実測との一致度合いを比較した．

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絶対変位センサを用いた除振装置の床振動フィードフォワードに関する一研究

甲斐孝志, 涌井伸二

セッションID: 523
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.250.0

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地動外乱を抑制するため，空圧式除振装置には床振動をフィードフォワードする．従来，この信号には，加速度センサからの加速度信号を多用してきた．しかし，地動外乱は，粘性比例係数と機械剛性に比例した外乱項である．よって，加速度信号に1，2回の積分演算を施すこととなり，低周波ピンクノイズの増幅が問題となってしまう．そこで，著者らが提案している加速度・速度・変位の3信号を同時に検出可能な絶対変位センサをフィードフォワードセンサとして適用する．

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空気圧式多自由度除振装置の開発

空気圧式除振ユニットの開発と負の剛性の実現

高橋哲也, 石野裕二, 高崎正也, 水野毅

セッションID: 524
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.251.0

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近年、高精度、高性能化する半導体製造や極微小領域計測システムにおいては外乱による微振動がシステムに大きな影響を与えてしまうため、その絶縁が必要不可欠となり、除振装置の重要性が増している。そこで、この研究では負の剛性を利用し、多自由度除振装置の開発を目的とする。本報では、空気圧アクチュエータを利用した除振装置ユニットの設計、製作を行い、負の剛性を実現した。

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最小次元オブザーバを用いた空圧式アクティブ除振装置の内圧推定の一手法

相崎秀斗, 中村幸紀, 涌井伸二

セッションID: 525
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.252.0

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精密位置決めや精密計測分野では，空圧式除振装置が広く使用されている。同装置は空気ばねを備えており，圧力特性に特徴的な反共振・共振を持つ。この問題により，複数台の空気ばね支持脚を使用すると，支持脚間での圧力差が原因で除振台の変形が生じることが知られている。そのため，圧力センサを使用した圧力フィードバックを投入することで空気ばねの駆動力を管理し，かつ反共振・共振特性を強制的に抑制する手法がある。しかし，圧力センサを取り付けることはコストが高くなることや，厳しい駆動力の管理要望に対してセンサの分解能が低いといった問題点から産業応用の場面では好ましくない。そこで，本論文では圧力センサを使用せずに，空気ばね内の圧力を最小次元オブザーバによって推定する。その際，修正ゲインは一般的に極配置法により求めるが，パラメータに依存する。そのため，制御対象に実装する際には，調整を要する。そこで，本発表では修正ゲインの役割を明確にし，実測の周波数応答をモニタしながら調整できるオブザーバを提案する。

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空圧系除振装置に対する流量外乱オブザーバの実装

福田遼, 中村幸紀, 涌井伸二

セッションID: 526
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.253.0

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産業の現場においては，供給空気に対して流量変動が頻繁に起こる．フィードフォワード制御を用いて除振台変位の揺動がキャンセルできることは実証されている．しかし，フィードフォワード制御においては圧力センサを新たに配置するためのコストがかかる．そこで，供給空気圧外乱の影響による台座の位置変動の対策として，流量外乱オブザーバを適用することで台座の揺動を抑制した．

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空圧式除振装置の床振動フィードフォワードに及ぼす位置フィードバックの影響

小笠原孝仁, 中村幸紀, 涌井伸二

セッションID: 527
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.254.0

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空圧式除振装置の床振動FFについて考察する．床振動FFは，床振動の影響を打ち消すようにアクチュエータを制御する．通常，床振動FFは，比例ゲインkp，積分ゲインkiのパラメータを調整して除振率の調整を行う．このときの，パラメータの投入順序による除振率への影響を示す．また，除振装置には，除振台の位置を制御する位置FBが用いられる．この位置FBにより，低周波共振が発生する．この低周波共振について考察する．

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航空宇宙の誘導制御（１）

入力拘束を考慮したモデル予測制御の柔軟衛星への適用

山下哲生, 濱田吉郎, 山口功, 木田隆, 長塩知之

セッションID: 532
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.255.0

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柔軟衛星の姿勢を、アクチュエータによる入力の拘束を考慮しながら制御するためにモデル予測制御（MPC）を適用する。本稿では、姿勢変更の際に生じる柔軟構造物の振動を抑制し、精度の高い姿勢変更を行うことを目的とし、そのシミュレーション結果を示す。

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プラクティカル安定性に基づく宇宙機の離散トラッキング制御系設計

西村麻希, 長塩知之, 木田隆

セッションID: 533
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.256.0

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非線形連続システムに離散Backstepping制御則を適用する場合制御対象をオイラー近似などにより離散化し，Practical安定性を保証する手法の有用性が知られている．本研究ではこの安定定理を利用して6自由度の宇宙機モデルに対する離散トラッキング制御手法を提案する．

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１入力に制限したフォーメーションフライング

坂東麻衣, 市川朗

セッションID: 534
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.257.0

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１入力に制限した円軌道上のフォーメーションフライングを考える．制御入力を宇宙機と地球を結ぶ半径方向のパルス入力に制限した場合，円軌道近傍の相対運動を記述するHill-Clohessy-Wiltshire方程式（HCW方程式）は不可制御となる．本稿では，不可制御な場合であってもHCW方程式の周期軌道間の移行が可能であることを示し，数値計算により，制御入力を宇宙機と地球を結ぶ半径方向に制限した場合，宇宙機の進行方向に制限した場合の総速度変化量の比較を行う．

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乱気流回避経路生成アルゴリズムの有効性評価

横山信宏, 井之口浜木

セッションID: 535
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.258.0

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　JAXA(宇宙航空研究開発機構)では，航空機の進路上10km程度先の晴天乱気流を検知可能な，風計測ライダーを開発中である．本論文では，このライダーの情報を用いて，乱気流領域の回避経路を実時間で計算するためのアルゴリズムについて提案し，その実時間での計算可能性と得られた経路の妥当性を評価する．

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不確実情報下における衝突回避制御則の実証実験

國分謙介, 樋口丈浩, 上野誠也

セッションID: 536
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.259.0

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情報収集を行うUAVは衝突回避制御系を搭載するが、現実の飛行環境では、地形や気象条件等により相手機の情報が不確実性を持つ。本研究では、不確実情報下において、情報量を増加させる衝突回避制御則を提案し、地上実験を行うことによりその有効性を示すことを目的とする。　測域センサを搭載した4輪車両を用いた実験システムを構築し、情報量を増加させる制御を行った場合に安全性が向上することを実験により確かめる。

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航空宇宙の誘導制御（２）

繰り返し学習制御を用いた航空機線形モデルにおける安定微係数の同定

藤森篤, 大原伸介

セッションID: 538
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.260.0

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本論文は、繰り返し学習制御を用いた連続時間状態空間モデルのパラメータ推定法について述べる。伝達関数パラメータは状態空間パラメータの関数であるとみなし、状態空間パラメータと応答誤差の関係を陽に導びく。提案法を用いて航空機の安定微係数の同定に適用した結果を示す。

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閉ループ平衡化打ち切りを用いるSISO I-PD飛行制御系の設計

近藤弘幸, 越智徳昌

セッションID: 539
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.261.0

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筆者等は，SISOシステムに対して，まずプラントを２次まで低次化し，得られた２次系に対して積分型最適サーボを設計する方法を提案してきた．この方法では積分型最適サーボがそのままI-PD制御器となる．本稿では，プラントの低次化において，元のプラントと制御器設計用の２次モデルとの間のν-gapを小さくするような，静的出力フィードバックゲインを探索する，閉ループ平衡化打ち切り手法を提案する．提案する方法によって，良好な応答性と大きな安定余裕を与えるSISO I-PD制御器が設計できることを，飛行制御系への適用例によって示す．

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区分線形型ゲインスケジューリング制御則の飛行制御系への適用検討

濱田吉郎

セッションID: 540
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.262.0

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本発表では，状態フィードバック型ゲインスケジューリング制御による無人航空機の横・方向制御について検討する．ここで用いるスケジュール則は，パラメータに関して区分線形であるため，オンボードでの計算負荷が小さく実装に適している．また既存の設計法ではスケジュールドゲインは動作点(線形化点)と同数の区分点を有する必要があるが，本稿で扱う手法では動作点より少ない数の区分点を持つことができるため，より簡便なスケジュール則が実現できる．設計法を紹介し，無人航空機の非線形シミュレーションによりその有効性を確認する．

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積分型最適サーボに基づく多入出力PID飛行制御系の設計

伊藤泰隆, 近藤弘幸, 越智徳昌

セッションID: 541
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.263.0

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筆者等は，MIMOシステムに対する積分型最適サーボに基づくI-PD制御器設計手法を提案してきた．この手法では， MIMOプラントを特定の状態空間表現で表し，積分型最適サーボを設計する．プラントの状態数が入出力数の2倍以下の場合には，この手法によってLQRの特性を生かした良好な制御性能とロバスト安定性を与えるI-PD制御則が得られる．本稿では，提案する設計手法が飛行制御系に適用できることを制御器設計例によって示す．

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スペースロボティクス

宇宙ロボットによるターゲット捕獲のための制御

小林拓郎

セッションID: 544
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.264.0

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将来宇宙ロボットによる故障衛星の修理、デブリの除去などの活躍が期待される。ターゲットを捕獲する手順として_丸1_マニピュレータのターゲット把持部へ接近_丸2_ターゲットの把持_丸3_ターゲット把持によって、質量パラメータが変化した宇宙ロボットのマニピュレータと本体姿勢の速度、位置目標値へ制御等がある。本研究ではスライディングモード制御を用いて数値シミュレーションによってその有効性を確認した。

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宇宙機の楕円軌道制御におけるコンセンサス制御の特徴付け

早川朋久

セッションID: 545
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.265.0

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本研究では, 同軌道面上の任意のケプラー軌道を周回する複数の宇宙機のコンセンサス問題を考える. 重力場の影響を考慮し, 複数の衛星間の相対状態を一定に保つインパルス分散制御則を設計することで, 中心力場におけるコンセンサス問題の原理を解明するとともに, 高度なミッションへの利用が可能なフォーメーションフライトの枠組みを提案する. 特に，軌道要素の目標値の設定よってコンセンサスのバリエーションを定義し，非線形性の強い楕円軌道を利用した応用について考察する．

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等方脚配置型ロボットの回転歩行制御に関する一考察

肥田知仁, 久保田孝

セッションID: 546
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.266.0

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歩行ロボットの問題点として挙げられる転倒の問題に対し,脚の配置を３次元等方的にすることにより対処することが提案されている. 等方脚配置型歩行ロボットには二つの歩容が考えられる.一つは従来の多脚歩行ロボットと同様のクロール歩容であり,一つは胴体を回転させながら歩行を継続する回転歩容である. 本稿では,等方脚配置型歩行ロボット特有の回転歩容を実現するために必要となる姿勢変化に関する考察を行う.

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惑星探査ローバのスリップ抑制のための加減速方法の提案

大槻真嗣, 石上玄也, 若林幸子, 成田伸一郎, 西田信一郎

セッションID: 547
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.267.0

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本論文では月や火星といった惑星を探査するローバの砂上における走行効率を上げるための方法論を提案している．加減速履歴に応じて沈下量が増加することを実験で確認し，数値計算にて加減速履歴修正方法の有効性を確認する．

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非線形制御　

n自由度n-2入力の制御ラグランジュ系の配位フラットネス

佐藤一宏

セッションID: 561
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.268.0

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配位変数のみに依存する配位フラット出力によって制御ラグランジュ系のダイナミクスが決定する時、その系を配位フラットであるという。この論文では、n自由度n-2入力の制御ラグランジュ系が配位フラットであるための十分条件を与える。さらに、その幾何学的な解釈を与え、簡単な例によって応用方法を示す。

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障害物を回避する非ホロノミック車両システムの適応制御

塚原正人, 山田学, 舟橋康行

セッションID: 562
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.269.0

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本稿では，物理パラメータが未知の下で，二輪車両のダイナミクスを含む非ホロノミックシステムに対する安定化問題について考察し，形状や位置が既知の壁や柱などの障害物を回避しながら，希望の位置と姿勢を達成するフィードバック制御系の設計法を提案する．四輪車両に関しては，障害物が存在する環境下において，大域的安定性を補償するコントローラの設計法を提案する．数値シミュレーションにより，本手法の有効性を示す．

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エネルギー関数を用いた振子のスウィング制御

横山淳一, 末光治雄, 松尾孝美

セッションID: 563
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.270.0

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本稿では，制約条件を満たす振子の非線形状態フィードバック制御系を提案する．制約条件は，リミットサイクルやエネルギー関数などの非線形関数を含む代数制約で表される．この代数制約を調整することにより，倒立振子のスウィング制御を実現できることを明らかにする．さらに，これらの非線形系の分岐解析を行う．

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SDRE・SDRI手法を用いた熱交換器に対する双線形Y-KオブザーバH∞制御器

中山信, 小林博明

セッションID: 564
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.271.0

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重み付き残差法を使い分布系熱交換器の温度を制御するとき、双線形外乱と双線形入力を持つ双線形システムになる。本論文ではそのような双線形システムに、SDRE・SDRI（状態依存リカッチ方程式・不等式）手法を用いた双線形オブザーバH∞制御器を設計する。双線形オブザーバには[1]を拡張した双線形Y-Kオブザーバを使用する。オブザーバ制御器の性能を幾つかのシミュレーションと実験で評価する。

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全方向移動型歩行訓練機の適応制御パラメータの自動調整

譚仁鵬, 王碩玉, 姜銀来, 石田健司, 藤江正克

セッションID: 565
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.272.0

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先行研究では、全方向移動型歩行訓練機を開発し、臨床試験により実証されている。理学療法士の運動処方を充実に実現するために、患者の重心ずれに対応する非線形適応制御法を開発し、経路追従精度の向上に有効であることを示した。しかし、マニュアルで適応制御則におけるパラメータを調整していた。本報告では、ニューラル・ネットワークを用いてパラメータの自動調整法を提案し、シミュレーションおよび実験により有効性を示す。

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Gudermann関数を用いた倒立振子の安定化制御

星野祐, 樋口睦

セッションID: 566
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.273.0

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非線形な劣駆動系である倒立振子に対し, 制御量として振子の傾きのGudermann関数の逆関数を用いた非線形制御則を導出した. 振子の撃心を制御量として選んだ場合や, 近似線形化に基づく高次フィードバックなどの従来の制御と比較し, 初期値応答に関して広い吸引領域を有することを, シミュレーションおよび実機実験で確認した.

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伝送遅れのある離散値化PID制御とロバスト安定化

奥山佳史

セッションID: 567
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.274.0

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現在，フィードバック制御系は時間的・空間的に離散値化された信号でなされる．しかし，その理論的な取扱いは時間的な離散値化(サンプル値)に関してのものが多く，空間的な離散値化については，それが強い非線形特性となるため，ほとんど解明されていない．この論文は，時間的・空間的に離散値化されたコントローラの入出力信号を格子上において捉え，連続プラントのそのような離散値化 PID 制御によるロバスト安定化を試みる．とくに，ディジタルコントローラはパケット通信などにおける伝送遅れが考えられるため，その遅れに対する制御系のロバスト性を数値例で検証する．

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システム制御のための画像応用（１）　

ビジュアルサーボ顕微鏡の開発と応用

橋本浩一, 丸三徳, 小原健

セッションID: 570
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.275.0

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ビジュアルサーボ顕微鏡は電動ステージ制御装置を一体化した顕微鏡であり、高速画像処理とフィードバック制御により観察対象の運動を追跡しながら細胞内反応の計測を行うものである。本講演では、システムの設計指針と実装法、応用について報告する。

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移動ロボットにおけるカメラ画像による道路領域検知

田中雅博, 大西進太郎

セッションID: 571
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.276.0

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屋外移動ロボットにおいて、走行可能な道路領域を検知することは必須であり、困難な問題でもある。本研究では、ロボットから見た路面の射影変換モデルをあらかじめ作成しておき、実際の走行時に、自動的に抽出された安定的な特徴点（SURFなどによる）に対して、前後のフレームにおける対応を求めることにより、移動ロボットの移動量を求めると同時に、路面の平面上にある点とない点を区別できることを示す。

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複合的ランドマーク検出方法を用いた要所画像による移動ロボットの自律走行に関する基礎的検討

野村康紘, 中村浩唯, 山本茂広

セッションID: 572
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.277.0

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著者らは，ディジタルカメラ等で撮影した曲がり角などの要所となる地点の画像を用いて，移動ロボットに走行経路を教示し自律走行させる手法を検討してきている。その手法の中で，要所地点を認識するためのランドマークが複数選択された場合，それぞれ単独で検出するのではなく，互いに関連付けて検出する手法を検討している。今回は，ランドマーク同士を互いに関連付けて検出する手法の有効性を走行実験などにより検証した。

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要所画像による移動ロボットの自律走行

道路認識による走行

中村浩唯, 野村康紘, 山本茂広

セッションID: 573
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.278.0

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著者らは，ディジタルカメラ等で撮影した曲がり角などの要所となる地点の画像を用いて，移動ロボットに走行経路を教示し自律走行させる手法を検討してきている．ロボットは，ランドマークにより要所地点を確認しつつ走行するが，ランドマーク間の距離が長いと認識が困難になる場合もある．そこで，ランドマーク走行を補うために左右の道路境界から走行経路を認識する手法を提案し，走行実験により基礎的な検証を行なった．

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システム制御のための画像応用（２）

フレーム間差分における停止者追跡と MRFを用いた移動体認識

浦尾隆寛

セッションID: 575
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.279.0

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本研究では，エッジ画像のフレーム間差分データを画像変化領域とする．これにより，背景変化の影響を軽減し，抽出対象像を検出することが出来る．しかし，停止者を追跡できないという問題がある．そこで，本手法では，動領域と停止領域の確認と動領域への追跡処理後に停止領域対応を行うことで停止者を継続的に追跡できるようになった．また，すれ違い等で生じる像重なり問題について，時空間MRFをエッジ画像へ応用することによって，追跡エラーを低減した．

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鼻特徴の変化に基づく年代推定

福永貴志, 林純一郎, 秦清治

セッションID: 576
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.280.0

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年代別の平均顔をプロトタイプに用いた年代ごとの特徴変化を比較検討し,そこから鼻を局所特徴とした年代推定手法を提案する．平均顔データは,5歳から19歳までを5歳間隔,20歳から49歳までを10歳間隔で区切った男女別のクラスに対して作成する．入力顔と平均顔の鼻領域におけるテクスチャ情報を共起ヒストグラムを用いた正規化相関により年代推定を行う．

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FG視覚センサを用いた人物の3次元モデリング

山下聡, カルンガルステファン, 寺田賢治

セッションID: 577
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.281.0

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近年，急速な少子高齢化に伴う家屋内での死亡件数の増加から，人物の監視を行うセキュリティシステムへの需要が高っている．そこで本稿ではFG視覚センサを用いた家屋内の監視システムを提案する．

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複数の表色系と領域分割を用いた人数計測

福元裕一郎, カルンガルステファン, 寺田賢治

セッションID: 578
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.282.0

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提案手法では，人数計測を行うために，さまざまな表色系を用いて人物抽出を行う．また，それらの表色系を用いて領域分割し，さらに勾配強度を用いたエッジにより領域分割することで分割数を用いて人数を計測する．そして，ハフ変換を用いて頭検出をすることで人数計測の精度向上を図る．これにより誤判定の少ない人数計測が可能となる．

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予測制御と確率システム

Unscented Kalman Filterを用いた柔軟マニピュレータの衝突検出とU変換の特性検証

渡邊裕介, 澤田祐一

セッションID: 601
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.283.0

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本論文ではunscented Kalman ｆilter (UKF)を用いた分布不規則外乱を受ける柔軟マニピュレータの衝突検知法について述べる。柔軟マニピュレータの数学モデルは正規性白色雑音によりモデル化される不規則外乱の影響を受ける非線形確率システムによって記述される．マニピュレータの制御時における衝突を検出するため非線形システムの状態推定器であるUKFを導入し，そのイノベーション過程により検出する．衝突検出はUKFの推定精度に大きく左右されるため，数値シミュレーションにて、U変換前後の確率分布について検証を行い，さらに検知関数の性能ついても評価した．

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最大出力許容集合の内側近似を用いた拘束系の制御

太田有三, 関雄樹, 郭昊

セッションID: 602
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.284.0

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拘束系に対してリファレンスガバナを用いた制御方法について報告する．リファレンスガバナを用いる制御では最大出力許容集合を用いることが基本であるが，実際に制御を行う場合に最大出力許容集合自体のデータ数が大きすぎて計算が間に合わないことがある．そのような場合に対応するために最大出力許容集合の内側近似を用いるが，その内側近似をどのようにして求めれば，計算量の低減と制御の質の悪化の防止を両立できるかということを中心に述べる．

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時変振動系のモデル予測制御法に関する一考察

甲斐寿光, 向井正和, 川邊武俊

セッションID: 604
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.285.0

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チップマウンタのようなガントリ型搬送装置は，部材の変位に伴い，システムの振動特性が時間変化するので線形時不変コントローラは有効に働かないことがある．本論文では，その振動特性は計測可能なパラメータに依存する形でモデル化できることを利用し，モデル予測制御で時々刻々変化する振動特性に対して，最適に制振する方法を提案する．有効性を計算機シミュレーションで示す．

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過渡安定度喪失に起因する電力系統ハイリスク事象の効率的探索システム

三木哲志

セッションID: 605
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.286.0

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電力系統の目的が電力の安定供給にあることを考慮し，リスクを供給支障量とその頻度の積で定義する．本論文は過渡安定度の喪失に起因する電力系統ハイリスク事象を正確かつ効率的に探索可能な新たに開発したシステムについて述べている．それを発電機３台より構成されるモデル電力系統に適用したところ，その有効性を確認できた．

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内因的ノイズを考慮した概日リズムモデルの評価とロバスト性解析

伊藤洋平, 河内翔大, 内田健康

セッションID: 606
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.287.0

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内因的ノイズは遺伝子ネットワークにおける重要な要素である。本研究では振動的な振る舞いを示す概日リズムモデルを対象に、内因的ノイズを考慮した際のモデルの評価とロバスト性解析を行う。確率的摂動を受ける周期軌道の近傍における解析に必要な全ての情報は、共分散行列方程式に含まれる。本研究では、共分散行列に基づき、軌道と周期のゆらぎを評価する手法を提案し、パラメータ変動に対する評価とロバスト性解析を行う。

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確率プランクトン系における魚による捕食の時空間パターンへの影響

石川昌明

セッションID: 607
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.288.0

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生態系において最も基本的でかつ重要な役目を果たしているのが食物連鎖であり、一部の生物の個体数の増減が生態系全体へと響を及ぼす。したがって、生態系の維持・管理・保護の観点から生物個体数の時間的変動を考察することは非常に重要である。そこで、本講演では、魚、動物プランクトン、植物プランクトンの 3個体群によって構成される食物連鎖について考え、そのモデリングとシミュレーションによる挙動解析を行う。実際には、環境の変化や天候の影響から、プランクトンの増殖率、死亡率は時空間的に揺らぎをもって変化している。このような不確定な要因が生態系へと及ぼす影響を考察するため確率モデルを提案する．シミュレーションにより、魚の密度分布の不均一性や魚群の移動によってプランクトン系に時空間的な密度の振動が現れ、らせん状の時空間パターンが形成され，このらせんパターンは、外乱に対してロバストでことを示す．

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同定・推定（１）

非干渉型カルマングリッドバイアス誤差推定法の検討

松崎貴史, 亀田洋志, 内田惇一, 広嶋文哉

セッションID: 609
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.289.0

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　距離・角度のバイアス誤差推定を行うカルマンフィルタにおいて，バイアス誤差推定値初期値の誤設定によるバイアス誤差推定誤差増大と，距離と角度の干渉と角度ランダム誤差の影響による距離バイアス誤差推定誤差増大が課題である．　そのため，我々は，バイアス誤差推定値初期値をグリッドサーチにより求め，角度系と距離系のバイアス誤差推定を非干渉の構成とした非干渉型カルマングリッドバイアス誤差推定法を提案する．

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機能的電気刺激と関節角度間の特性モデル化

北村勇樹

セッションID: 610
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.290.0

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機能的電気刺激(Functional Electrical Stimulation；FES)とは、垂れ足患者らに対し、抹消の神経に外部から適切な電気刺激を与えることで失われた機能を再建する技術である。本研究では刺激-関節角度間の伝達特性を入力部不感帯、積分要素を直列結合した特性としてモデル化を行う。さらにその同定法を提案し、有効性を実験により検証する。

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離散時間非線形オブザーバを用いたHDD制御系の未知外乱推定

大谷内翔太, 千田有一, 池田裕一

セッションID: 611
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.291.0

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外乱推定ではSliding Mode Observer(SMO)を用いて未知の外乱の推定を行うUIDO(Unknown Input Disturbance Observer)が報告されている．しかし，従来手法は離散時間システムでのUIDOの有界性を保証しておらず，離散時間システムでの適用に制限がある．本稿で提案する非線形オブザーバでは，UIDOの非線形項を離散リアプノフ関数により設計する事で離散時間での有界性を保証し，離散時間システムへの拡張を行う．

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PI制御の運転データからのシステム同定

平間雄輔

セッションID: 612
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.292.0

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本論文はノイズや外乱に乱されたPI コントローラを含む閉ループシステムの応答からの同定法を提案する．本提案法においては従来のフィルタリング処理は必要がない．プロセスの伝達関数を算出するための三段階の処理を提案する．まず，ラゲール関数の正規直行性を利用して閉ループシステムの真の応答をノイズや外乱の乱されたデータから推定する．次に，真の応答に近似したラゲール多項式をラプラス変換することにより閉ループ伝達関数のモデルを算出する．最後にラゲールモデルとコントローラの数式モデルよりプロセスの伝達関数を算出する．シミュレーション，実験結果により，提案法が非線形システムの同定において効果的であるということが示された．

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高クラッタ環境における最尤推定型航跡抽出法の検討

森正憲, 松崎貴史, 亀田洋志

セッションID: 613
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.293.0

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高クラッタ環境における目標航跡抽出法として最尤法に基づくML-PDAが注目されている．しかし評価関数の大域的最適解が複数存在する場合や，局所最適解への収束による推定精度の劣化が課題である．本研究ではこれらへの対処法として，複数時刻の最適解を探索し，そのうちのどれが目標かを航跡の連続性に基づいて判断する方式を提案する．さらに観測値に基づいて探索領域を絞り込み，計算負荷の低減と推定精度の改善を図る．

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同定・推定（２）

ローレンツプロット解析を用いた誘導運動の検出

富永祐之, 今村孝, 章忠, 三宅哲夫

セッションID: 614
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.294.0

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現在，バーチャルリアリティ（VR）技術は盛んに応用され，その効果や人間の感覚に及ぼす影響について研究がなされている．本研究では，視覚刺激から誘導される運動感覚について，人体の立位挙動解析による客観的評価，誘導時期や強度の同定方法を検討している．本報では，立位挙動に加えて心電図（R-R間隔）のローレンツプロット解析を導入し，誘導された運動の評価方法を検討した．

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学習制御を用いたモータの非線形性補償と実験的検証

鈴木崇人, 小暮浩史, 岩瀬将美, 貞弘晃宜, 畠山省四朗

セッションID: 615
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.295.0

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　近年，機械の複雑化，高精度化に伴い高い制御性能が必要とされている．しかし，機械に存在する非線形な要素がシステムの制御性能を劣化させてしまう．本研究では，モータに着目する．モータは一般には線形システムとして扱われるが実際にはさまざまな非線形要素を持つ．この非線形性を学習制御を用いて補償することにより、より高精度な制御を実現することを目的とする。本研究では予備実験としてモータにさまざまな入力を与えて動作させ,そのときの挙動から実験機器（モータ）の非線形性を観察する．その後，提案する適応学習制御系によって，非線形性があってもモータ出力が目標軌道に追従することを，シミュレーションによって検証する．

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部分空間法による頭部伝達関数の推定

竹中裕司, 足立修一, 松井健太郎, 安藤彰男

セッションID: 616
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.296.0

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ヘッドホンを用いて立体的な音像空間を再現する音声信号を、バイノーラル信号という。バイノーラル信号は頭部伝達関数に音源信号を畳み込むことによって作成することができる。この頭部伝達関数を測定するには、多方向から音声信号を出力する必要があるため、計測に長時間を有するという欠点がある。本研究では、頭部伝達関数の推定を部分空間法により、MIMOシステムとして推定し、測定時間の短縮を図ることを目的とする。

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ソフト不感損失関数を用いたサポートベクター回帰による非線形システム同定法

大甲真嗣, 等々力圭史, 足立修一

セッションID: 617
発行日: 2010年
公開日: 2011/02/03

DOIhttps://doi.org/10.11511/jacc.53.0.297.0

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ソフト不感損失関数は，最小二乗法の二乗損失，ロバスト推定のHuber損失，サポートベクター回帰のε-不感損失などを結合した汎用的な損失関数であるが，ソフト不感損失関数に含まれる超パラメータの調整は試行錯誤に頼っていた。本報告では，ベイズ推定に基づいてこの超パラメータを決定するサポートベクター回帰を提案する。そして，数値例を通して提案法の有効性を明らかにする。

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