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情報理工学部  /
情報理工学科

 フクイ   ヨシロウ   (男)
 福井    善朗   助教
 YOSHIRO   FUKUI

■出身大学院・出身大学他
2008/03  立命館大学  情報理工学部  知能情報学科  卒業
2010/03  奈良先端科学技術大学院大学  情報科学 研究科  情報システム学 専攻  博士課程前期課程  修了
2013/03  奈良先端科学技術大学院大学  情報科学 研究科  情報システム学 専攻  博士課程後期課程  修了
■取得学位
修士(工学) (2010/03 奈良先端科学技術大学院大学)   博士(工学) (2013/03 奈良先端科学技術大学院大学)  
■職歴
2013/04/01-2014/03/31  立命館グローバル・イノベーション研究機構 専門研究員
■所属学会
計測自動制御学会  
システム制御情報学会  
■免許・資格
中型自動車免許(車両総重量8トン未満の中型車限定)  (2004)   
■研究テーマ
非可縮多様体上のシステムに対する大域的制御
■研究概要
非可縮多様体上のシステムに対する大域的制御

 我々の身の回りには,非可縮な多様体上で定義された非線形制御システムがたくさんあります.非可縮な多様体(以下単に多様体とよびます)とはユークリッド空間とは同相でない空間であり,例えば,車両ロボットの姿勢角S1,宇宙ロボットの姿勢角SO(3),あるいはリンク機構を持つロボットアームのコンフィグレーション空間などが典型的な例として挙げられます.そのため,姿勢角の制御問題は,多様体上で定義された非線形システムの典型的な制御問題と言えます.
このように,多様体上のシステムは身近な存在でありますが,大域的な制御は意外に難しいことが知られています.すなわち,静的な連続状態フィードバック制御では,多様体上で定義されたシステムの目標平衡点を大域的漸近安定化できないことが知られており,これは「障害物を避けるには右で避けるか左で避けるか不連続な意思決定を必ず設計しなければならない」という事実に相当します.
 このような問題に対し,微分不可能な制御Lyapunov関数を設計するアプローチで,不連続な大域的状態フィードバック制御則の設計法を研究しています.制御Lyapunov関数とはポテンシャル関数の一種であり,勾配が不連続になるようなポテンシャルを設計することで,「右に避けるか左に避けるか」という意思決定を実現し,大域的な制御を繰り返し計算を使うことなく実現します.
 本研究の意義は,ロボットにおける自律移動制御の基礎性能向上にあります.以下のように,ロボティクス分野と非線形制御分野では,自律移動制御の取り扱われ方が全く異なっています.
・ロボティクス分野:自律移動制御とは,目標軌道の設計である
・非線形制御分野:自律移動制御とは,微分不可能な制御Lyapunov関数である
ロボティクス分野では「右で避けるか左で避けるか」という意思決定を目標軌道を設計することで実現しましたが,本研究では微分不可能な制御Lyapunov関数を設計することによって実現します.多くの場合,目標軌道の設計には繰り返し計算が必要となり,計算量がかかります.その一方で,本研究で提案している手法には繰り返し計算が不要であるメリットがあります.
本研究を完遂することで,「自律移動制御とは,微分不可能な制御Lyapunov関数の設計とも言える」という考えをロボティクス分野に対して新しく提案し,リアルタイム性に優れたロボットの動的障害物回避機能の実現に貢献したいと考えています.
■研究キーワード
非線形制御論 
■研究業績一覧  (上位3件までを表示します。一覧表示では、公開対象の全件を表示します。)

論文
Convergence Error Analysis of DSM with Dual-Decomposition for the Smart Grid  Yoshiro Fukui, Shiro Yano and Tadahiro Taniguchi  SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration  9/ 3, 1-7  2016/05
多層最小射影法による局所半凹実用制御Lyapunov関数の設計  福井 善朗, 中村 文一  計測自動制御学会論文集  51/ 12, 803-813  2015/12
Convergent Double Auction Mechanism for a Prosumers' Decentralized Smart Grid  Tadahiro Taniguchi, Tomohiro Takata, Yoshiro Fukui and Koki Kawasaki  Energies  8/ 11, 12342-12361  2015/10  10.3390/en81112315
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研究発表等
多様体上で定義された時変な大域的制御Lyapunov関数の設計  第4回計測自動制御部門マルチシンポジウム(MSCS2016)  2017/03/09
局所漸近安定性と有限時間整定性を有するロボットの適応的軌道追従制御  第4回計測自動制御部門マルチシンポジウム(MSCS2016)  2017/03/07
ロボットの適応的重力補償付き有限時間整定位置決め制御の実験的検証  第59回自動制御連合講演会  2016/11/11
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科学研究費助成事業
科学研究費助成事業データベースへのリンク
■教育業績一覧  (上位3件までを表示します。一覧表示では、公開対象の全件を表示します)

担当授業科目
2016  プログラミング演習1  演習
2016  プログラミング言語  講義
2016  卒業研究1  演習
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教育活動
2014年度高大連携企画 立命館守山高校 SSH授業「土曜講座:科学探求」後期第1週~第3週担当  2014/08-2014/09
2014年度高大連携アドバンスト・プログラム スクーリング担当(60分Javascript講義4コマ+確認テストの監督)  2014/08-2014/08
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■関連URL
 福井善朗
■Eメールアドレス
■研究分野(ReaD&Researchmap分類)
機械力学・制御
制御・システム工学