論文 - 足立　修一

Multi-variable air-path management for a clean diesel engine using model predictive control

Mitsuhiro Iwadare, Masaki Ueno, Shuichi Adachi

SAE International Journal of Engines 2 （ 1 ） 764 - 773 2009年

ISSN  1946-3936

　概要を見る

Recently, emission regulations have been strict in many countries, and it is very difficult technical issue to reduce emissions of diesel cars. In order to reduce the emissions, various combustion technologies such as Massive EGR, PCCI, Rich combustion, etc. have been researched. The combustion technologies require precise control of the states of in-cylinder gas (air mass flow, EGR rate etc.). However, a conventional controller such as PID controller could not provide sufficient control accuracy of the states of in-cylinder gas because the air-pass system controlled by an EGR valve, a throttle valve, a variable nozzle turbo, etc. is a multi-input, multi-output (MIMO) coupled system. Model predictive control (MPC) is well known as the advanced MIMO control method for industrial process. Generally, the sampling period of industrial process is rather long so there is enough time to carry out the optimization calculation for MPC. However, due to the progress of the computer in the last decade and improvement of the optimization algorithm, the MPC can be applied to 'fast' process such as mechanical systems. The air-pass management system for the diesel engine is assumed a two-input, two-output system in this research. The inputs of the system are the throttle valve and the EGR valve, and the outputs air mass flow and EGR rate. Consequently, MPC was applied to air-pass management system and was modified by adding the disturbance observer to eliminate steady-state error and the compensator for nonlinear characteristics of actuators. The performance of the proposed control system was examined by using an actual testing vehicle. From the experiments, it was shown that an accurate decoupled control of two outputs, i.e. air mass flow and EGR rate, was accomplished by the proposed MPC control. © 2009 SAE International.

• Access to Document (DOI)

シリアル2リンク2慣性系の非干渉化同定と物理パラ メータ推定

足立 修一 大明準治

電気学会論文誌D Vol.128 （ No.5 ） 669-677 2008年

研究論文（学術雑誌）, 共著

一般化予測制御に基づくエンジン制御系の二段階設計法

足立 修一，橋本誠司，奥田裕之，岡田康志，丹羽伸二，梶谷満信

電気学会論文誌C Vol.128 （ No.3 ） 251-258 2008年

研究論文（学術雑誌）, 共著

速度や変位の絶対値で切り替わるメカニ カルハイブリッドシステムの同定法

足立 修一 平田光男 野口　栄

電気学会論文誌C Vol.128 （ No.5 ） 781-787 2008年

研究論文（学術雑誌）, 共著

システム同定支援装置のインターフェースの開発

足立 修一 高梨 宏之

電気学会論 文誌D Vol.127 （ No.4 ） 412-419 2007年

研究論文（学術雑誌）, 共著

可変忘却要素を用いたオンライン同定法による自動車排気ガス用触媒のモデリングと劣化診断

足立 修一 岡田康志 奥田裕之 丹羽伸二 梶谷満信 橋本誠司

電気学会論文誌D Vol.126 （ No.12 ） 1637-1644 2006年

研究論文（学術雑誌）, 共著

非線形性をもつセンサを用いたシステム同定

足立 修一 岡田康志 Jan M.Maciejowski

計測自動制御学会論文集 Vol.41 （ No.2 ） 142-148 2005年02月

研究論文（研究会，シンポジウム資料等）, 共著

　概要を見る

飽和，不感帯などといった静的非線形を有するセンサによって計測された入出力データからシステム同定を行う方法について検討している。対象の未知パラメータだけでなく，非線形性を特徴づけるパラメータも同定するような非線形最適化問題を定式化し，それを解くことによってシステム同定が行えることを示している。

マルチデシメーション同定法を用いたロバスト制振制御のための柔軟構造物のモデリング手法

足立 修一 橋本誠司 石川赴夫 船渡寛 神山健三 磯島彰宏

電気学会論文誌(D) Vol.123-D （ No.5 ） 471-478 2004年05月

研究論文（学術雑誌）, 共著

　概要を見る

多数の振動モードを有する柔軟構造物の数学モデルを得るために，マルチデシメーション同定法を適用し，得られた同定モデルに基づいてロバスト制振制御系を設計する方法を提案している。

ndependent modal control system design via modal matrix estimation based on subspace method

足立 修一 高梨 宏之 涌井 伸二

JSME International Journal Series C Vol.46 （ No.3 ） 841-847 2003年09月

研究論文（学術雑誌）, 共著

　概要を見る

多自由度振動系のアクティブ振動制御系を設計する問題について考察している。まず，多入力多出力システムを部分空間法によって同定する手順を与え，つぎに得られたモデルからモード分解行列を求め，それにより独立モード制御系を設計する手順を提案している。半導体露光装置の実験データを用いて，提案した手順の有効性を示している。

ビジュアルフィードバックによる自動操舵制御系の設計 - ラジコンカーによるシステム同定と制御実験

足立 修一 藤原幸広 吉井正和 新井康人

電気学会論文誌(D) Vol.123-D （ No.5 ） 628-633 2003年05月

研究論文（学術雑誌）, 共著

　概要を見る

ビジュアルフィードバックによる自動制御系の設計法を提案し，その有効性をラジコンカーを用いた実験装置を通して明らかにしている。具体的には，ラジコンカーの動特性をシステム同定実験により構築し，そのモデルに基づいてロバスト制御系を設計している。

不完全な情報下におけるシステム同定 - 画像情報を用いた移動ロボットのシステム同定

足立 修一 高梨宏之 山口 亨

電気学会論文誌(D) Vol.123-D （ No.3 ） 308-309 2003年03月

研究論文（学術雑誌）, 共著

　概要を見る

画像情報を用いて移動ロボットの動特性を同定する方法を提案している。実験より得られたデータは，不等間隔サンプリングデータであり，またアウトライアを含むステップ応答試験データであった。このような不完全な情報下においても有効に動作するような，サポートベクターマシンに基づく同定法を提案し，実験データを通してその有効性を明らかにした。

欠損データ推定に基づく不等間隔サンプリングデータに対するシステム同定法

足立 修一 丹治雅之

電気学会論文誌(C) Vol.122-C （ No.8 ） 1383-1384 2002年08月

研究論文（学術雑誌）, 共著

　概要を見る

実データを用いてシステム同定を行う場合，必ずしも等間隔で入出力データがサンプリングされているとは限らず，場合によっては不不等間隔でサンプリングされている場合もある。そのような不等間隔サンプリングデータを，欠損データ推定に基づいて等間隔サンプリングデータに変換する方法を提案している。

自動車車両緒元の不確かさを考慮した自動操縦制御系の設計

足立 修一 藤原幸広 吉井正和

電気学会論文誌(D) Vol.122-D （ No.6 ） 652-658 2002年06月

研究論文（学術雑誌）, 共著

　概要を見る

自動車の自動操舵制御系の設計問題を考察している。自動車の車両を特徴づける緒元を正確に計測することは困難であるため，それらの不確かさを考慮したロバスト制御系の設計法を提案している。

Modeling, control and experiment of feedback active noise control systems for free sound fields

足立 修一 佐野　久

JSME International Journal, Series C Vol.45 （ No.2 ） 409-416 2002年06月

研究論文（学術雑誌）, 単著

　概要を見る

自由音場に対するフィードバックアクティブ騒音制御系のシステマティックな設計法を提案している。音場，スピーカ，マイクロフォンなどの物理的な特徴を考慮したグレーボックスモデリング法により制御対象のモデリングを行い，得られたモデルに基づいてロバスト制御系を設計している。提案した設計手順の有効性をアクティブ騒音制御の実験を通して明らかにしている。

A system identification method for linear regression models based on support vector machine

足立 修一 小川　 今野　

Transactions of the Society of Instrument and Control Engineers Vol.37 （ No.12 ） 1189-1191 2001年12月

研究論文（学術雑誌）, 共著

　概要を見る

サポートベクターマシンと呼ばれる統計的学習理論に基づいた新しい線形回帰モデルの同定法を提案している。提案した同定法を用いると，比較的少ない入出力データから同定することが可能になり，また，アウトライアと呼ばれる異常値を含む入出力データの影響を受けにくいことを明らかにしている。

Feedback active noise control system based on H∞ control

足立 修一 小川 高橋　 佐野

Acoustic Science and Technology Vol.22 （ No.6 ） 437-438 2001年12月

研究論文（学術雑誌）, 共著

　概要を見る

H∞最適制御に基づいたフィードバックアクティブ騒音制御系の設計法を提案している。提案法の有効性を実験によって検証している。

Autonomous flight control for a large-scale unmanned helicopter - System identification and robust control systems design -

足立 修一 橋本 宮森　 タン　

Transaction of IEE Japan Vol.121-D （ No.12 ） 1278-1283 2001年12月

研究論文（学術雑誌）, 単著

　概要を見る

二人乗りヘリコプタを無人機に改造した無人ヘリコプタの自律飛行制御系を構成する問題に対して，システム同定実験を行うことによりヘリコプタの動特性を同定し，その結果得られた数学モデルを用いてH∞制御理論によりロバスト制御系を設計する手順を提案している。提案法を実機に適用し，その有効性を確認している

多変数システム同定結果に基づく除振マウント支持の半導体露光装置の物理パラメータ推定

足立 修一 高梨宏之 間山武彦 涌井伸二

システム制御情報学会論文誌 Vol.14 （ No.8 ） 418-420 2001年08月

研究論文（学術雑誌）, 単著

　概要を見る

除振マウント支持の半導体露光装置の周波数特性を部分空間法により計算した後，同定された周波数応答から物理パラメータを算出する方法を提案している。提案法の有効性を実験データを用いて明らかにしている。

部分空間法による除振マウント支持の半導体露光装置に対する多変数システム同定実験

足立 修一 高梨宏之 加藤宏昭 東海林敦 間山武彦 涌井伸二

システム制御情報学会論文誌 Vol.14 （ No.7 ） 339-346 2001年07月

研究論文（学術雑誌）, 共著

　概要を見る

除振マウント支持の半導体露光装置の動特性を部分空間法により同定する方法を提案している。部分空間法を利用することにより，多自由度系である対象を効率よく，しかも精度よく同定することが可能になった

正則化とH∞フィルタリングの関係について

足立 修一 米谷嘉子 佐野 久

計測自動制御学会論文集 Vol.35 （ No.12 ） 1553-1558 1999年12月

研究論文（学術雑誌）, 単著

　概要を見る

逐次最小二乗(RLS)法を正則化法の観点から見直し，正則化を考慮した RLS 法はロバストで，しかも比較的速いパラメータ収束速度が達成できることを数値例とともに明らかにしている。また，正則化法を H∞フィルタリングの立場で考察し，正則化法はill-posed 問題をwell-posed問題に変換するだけでなく，推定アルゴリズムのロバスト化にも役立っていることを明らかにしている。