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書籍詳細

  実時間最適化による制御の実応用

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大塚敏之 京大教授 博士(工学) 編著

浜松正典 川崎重工業(株) 著

永塚満 川崎重工業(株) 著

川邊武俊 九大教授 工博 著

向井正和 工学院大准教授 博士(工学) 著

M.A.S.Kamal (株)豊田中央研究所客員研究員 博士(学術) 著

西羅光 日産自動車(株)総合研究所 著

山北昌毅 東工大准教授 工博 著

李俊黙 Hyundai Autron(株) 著

橋本智昭 阪大助教 博士(工学) 著

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発行年月日:2015/01/26 , 判 型: A5,  ページ数:256頁

ISBN:978-4-339-03210-9,  定 価:3,888円 (本体3,600円+税)

ジャンル:

実時間最適化による制御の問題設定と数値計算アルゴリズム,プログラミングツールを概説し,自動操船システムにおける実用化事例,航空機誘導の飛行実験事例,自動車,ロボットなどへの適用事例など,実応用に重点を置いて解説した。

【目次】

1問題設定とアルゴリズム
1.1 本章の概要
1.2 最適制御問題
1.3 停留条件
1.4 モデル予測制御
1問題設定とアルゴリズム
1.1 本章の概要
1.2 最適制御問題
1.3 停留条件
1.4 モデル予測制御
1.5 実時間最適化アルゴリズム
1.5.1 フィードバック制御における最適化の特徴
1.5.2 離散化された停留条件
1.5.3 時間変化する解の追跡
1.5.4 連立1 次方程式の解法
1.5.5 実時間最適化アルゴリズムのまとめ
1.6 本章のまとめ
引用・参考文献

2自動コード生成
2.1 本章の概要
2.2 Maple 版AutoGenU
2.2.1 概要
2.2.2 各セクションの機能
2.2.3 C ソースファイル
2.3 Mathematica 版AutoGenU
2.3.1 概要
2.3.2 入力ファイル
2.3.3 ノートブックAutoGenU.nb
2.3.4 プログラムのコンパイルと実行
2.3.5 シミュレーション結果のグラフ描画
2.4 パラメータの調整
2.4.1 C/GMRES 法のパラメータ
2.4.2 評価関数の調整
2.5 本章のまとめ
引用・参考文献

3自動操船システム
3.1 本章の概要
3.2 システムの概要
3.3 モデルと評価関数
3.3.1 状態推定オブザーバと船体位置制御
3.3.2 推力配分
3.4 適用結果
3.5 本章のまとめ
引用・参考文献

4航空機の衝突回避
4.1 本章の概要
4.2 システムの概要
4.3 モデルと評価関数
4.3.1 領域回避誘導則の制御目的
4.3.2 ロール角制御
4.3.3 速度制御
4.3.4 ピッチ角制御
4.4 適用結果
4.4.1 MuPAL-α を用いた飛行実証
4.4.2 飛行実験結果
4.4.3 シミュレーション結果
4.5 本章のまとめ
引用・参考文献

5自動車の省燃費運転
5.1 本章の概要
5.2 道路情報予測を用いた自動車の省燃費運転
5.2.1 車両モデル
5.2.2 燃料消費モデル
5.2.3 評価関数と拘束条件
5.2.4 適用結果
5.3 道路勾配情報を用いた自動車の省燃費運転
5.3.1 車両モデル
5.3.2 燃費モデル
5.3.3 評価関数と拘束条件
5.3.4 適用結果
5.4 先行車停止挙動予測を用いた自動車の省燃費運転
5.4.1 モデルと評価関数
5.4.2 適用結果
5.5 本章のまとめ
引用・参考文献

6自動車の経路生成
6.1 本章の概要
6.2 障害物操舵回避支援システムの概要
6.2.1 研究の背景
6.2.2 システムのコンセプト
6.2.3 検証用システムのハードウェア構成
6.3 実時間最適化問題としての定式化
6.3.1 問題設定
6.3.2 システムモデル
6.3.3 評価関数
6.4 実時間最適化アルゴリズムの改良
6.4.1 障害物回避支援システムにおけるモデル予測制御系の構成
6.4.2 C/GMRES 法を適用した際に遭遇した課題
6.4.3 GMRES 法を取り入れたニュートン法
6.4.4 ヤコビ行列の正則化を加えたアルゴリズム
6.5 アルゴリズムの動作検証結果
6.5.1 ニュートン法の検証と反復演算回数の設計
6.5.2 ヤコビ行列正則化の効果検証
6.5.3 車両実験結果
6.6 本章のまとめ
引用・参考文献

7衝突現象を含むロボットの制御
7.1 本章の概要
7.2 状態ジャンプを含むモデル予測制御問題
7.2.1 モデル予測制御問題
7.2.2 状態ジャンプを伴う拘束条件付き非線形モデル予測制御の最適性条件
7.2.3 状態ジャンプを伴う拘束条件付き非線形モデル予測制御問題に対する離散化された最適性条件
7.3 状態ジャンプを伴う拘束条件付きモデル予測制御に対するC/GMRES法の拡張
7.3.1 制御入力系列の更新方法
7.3.2 前進差分近似における問題
7.4 状態数変化を伴うシステムの切替え
7.4.1 積分器による制御入力の数値的安定化
7.4.2 制御入力安定化と入力拘束導入のためのシステムの切替え
7.5 適用結果
7.5.1 着地制御問題
7.5.2 シミュレーション結果
7.6 本章のまとめ
引用・参考文献

8熱流体システムの制御
8.1 本章の概要
8.2 熱流体システムの概要
8.3 熱流体システムの最適制御問題
8.4 停留条件の数値解法
8.4.1 数値流体計算とSMAC 法
8.4.2 最適解の更新と縮小写像法
8.5 数値シミュレーション
8.6 本章のまとめ
引用・参考文献

9他の応用と展開
9.1 本章の概要
9.2 さまざまな応用
9.2.1 非線形機械システム
9.2.2 複雑な非線形システム
9.2.3 大規模な非線形システム
9.3 実時間最適化の展開
9.3.1 アルゴリズムの改良
9.3.2 問題設定の拡張
9.4 本章のまとめ
引用・参考文献
索引

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