滑川 徹 (ナメリカワ トオル)

Namerikawa, Toru

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所属(所属キャンパス)

理工学部 システムデザイン工学科 (矢上)

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教授

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プロフィール 【 表示 / 非表示

  • 大規模複雑システムの最適管理のための分散協調制御理論とその応用に関する研究を行っています。具体的には、再生可能エネルギーを含む分散型電力ネットワークの分散最適制御、マルチUAVの分散協調フォーメーション制御、分散推定理論に基づく電力ネットワー,特に最近は社会インフラや超Smart City の研究に力を入れています。

総合紹介 【 表示 / 非表示

  • 大規模複雑システムの最適管理のための分散協調制御理論とその応用に関する研究を行っています。具体的には、再生可能エネルギーを含む分散型電力ネットワークの分散最適制御、マルチUAVの分散協調フォーメーション制御、分散推定理論に基づく電力ネットワーク、社会インフラや超スマートシティの制御と管理に関する研究を推進しています。

経歴 【 表示 / 非表示

  • 1994年04月
    -
    1997年12月

    金沢大学, 工学部電気・情報工学科, 助手

  • 1998年01月
    -
    2000年10月

    金沢大学, 大学院自然科学研究科, 助手

  • 1998年11月
    -
    1998年12月

    スイス連邦工科大学, ロボティクス研究所, 客員研究員

  • 2000年11月
    -
    2002年02月

    金沢大学, 工学部電気電子システム工学科, 講師

  • 2001年03月
    -
    2002年01月

    カリフォルニア大学サンタバーバラ校, 客員研究員

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学歴 【 表示 / 非表示

  • 1991年03月

    金沢大学, 工学部, 電気・情報工学科

    大学, 卒業

  • 1993年03月

    金沢大学, 工学研究科, 電気・情報工学専攻

    大学院, 修了, 修士

  • 1994年03月

    金沢大学, 自然科学研究科, システム科学

    大学院, 退学, 博士

学位 【 表示 / 非表示

  • 博士(工学), 金沢大学, 論文, 1997年03月

 

研究分野 【 表示 / 非表示

  • 制御・システム工学 (制御理論)

  • 制御・システム工学 (制御工学)

研究キーワード 【 表示 / 非表示

  • Cyber-Physical & Human Systems

  • エネルギー管理システム

  • マルチエージェントシステム

  • ロバスト制御

  • 分散制御

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研究テーマ 【 表示 / 非表示

  • Cyber-Physical & Human Systems, 

    2018年01月
    -
    継続中

  • 社会インフラシステムの分散最適化, 

    2015年04月
    -
    継続中

  • グリーンイノベーションと制御理論, 

    2010年
    -
    2011年

  • 最適分散センサスケジューリング, 

    2009年
    -
    継続中

  • マルチエージェントシステムの合意問題と協調制御, 

    2006年01月
    -
    継続中

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共同研究希望テーマ 【 表示 / 非表示

  • 再生可能エネルギーを含むスマートグリッドの制御

    産学連携、民間を含む他機関等との共同研究等を希望する,  希望形態: 共同研究

  • SLAM とマルチエージェントシステムの協調制御

    産学連携、民間を含む他機関等との共同研究等を希望する,  希望形態: 共同研究

  • センサネットワークによる協調推定・予測・制御

    大学等の研究機関との共同研究を希望する,  希望形態: 共同研究

  • リチウムイオン電池のマネジメントと最適制御

    産学連携、民間を含む他機関等との共同研究等を希望する,  希望形態: 共同研究

  • 再生型分散電源の発電予測

    産学連携、民間を含む他機関等との共同研究等を希望する,  希望形態: 共同研究

 

著書 【 表示 / 非表示

  • ロボット制御学ハンドブック

    滑川 徹, 近代科学社, 2017年12月

    担当範囲: 第21章

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    日本では従来からロボットの研究開発が盛んであったが、その進歩は、ともすれば部品や材料・機械設計・コンピュータソフトによるものと捉えられ、ロボットに必須の「制御技術」が見逃されがちである。
     そこで、ロボットを思いどおりに動かすために必要な制御技術を知り、ロボットを使えるようにするために、ロボットの制御に特化した領域を「ロボット制御学」と名づけ、本書のの出版を企画した。
     本書は、なぜロボットに制御が必要なのか? から始まり、モデリング→設計→実装まで一連の流れを理解し、実践できるようになることを目的とする。

  • 飛躍するドローン

    滑川 徹, 株式会社 ニッケイ印刷, 2016年01月

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    改正航空法が成立し、いよいよ動き出す"空の産業革命" -その主役たるドローンへの期待はこれまで以上の高まりを見せている。
    回転翼タイプのドローンを中心に、その制御・駆動系・通信の各技術の解説から応用技術の紹介、さらに先行する国外事例とドローンのリスクにまで至る内容を網羅している.

  • Advances in Wireless Sensors and Sensor Networks

    Takashi Takeda and Toru Namerikawa, Springer, 2010年08月

    担当範囲: 151-176

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    T.Takeda and T.Namerikawa
    本書は無線センサとセンサネットワークに関する世界の最新技術を収めた書籍であり,全15章から構成されている.ここでは第7章”Optimal Sensor Network Configuration Based on Control Theory”を分担した.制御理論の観点からエネルギー消費を最小化する最適センサネットワークの構成理論について詳しく記載している.

    10911940387720110430152644PDF1.pdf

  • Optimal sensor network configuration based on control theory

    Takeda Takashi, Namerikawa Toru, Springer, 2010年

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    <p>Recently wireless sensor networks with the function distribution of memory units, communications, calculations etc. have attracted much attention, and there has been increasing research. It is well known that sensor networks are superior to observation by a system with single sensor in a fault tolerance, load reduction of operator, collection and application of information etc. and its application to not only a sensing system but also the guidance control system via a sensor network has received attention. Meanwhile, it is important to utilize the energy efficiently to achieve the energy-saving and prolong sensor nodes life. For this requirement, the sensor scheduling, the optimization of the communication rate and communications traffic and decreasing communication distances by the multi-hop communication are discussed. Consequently, in this book chapter, we discuss a sensor scheduling problem selecting available sensor nodes considering the estimation error variance and communication energy in a feedback control system via a sensor network. </p>

  • はじめて学ぶ機械の安全設計

    滑川 徹,他 20名, 日刊工業新聞社, 2005年04月

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    本書は安全に配慮した機械システムの設計をわかりやすく解説している.具体的な設計例をもとに,その考え方や個々のテクニックについて丁寧に解説している.また,これまでの国際規格に則った安全の考え方についても従来の機械設計の基本的な知識の取得をしながら学べるように配慮してある.アクチュエータ,モータの章を担当.

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論文 【 表示 / 非表示

  • A hypothesis of state covariance decorrelation effects to partial observability SLAM

    Ahmad H., Othman N., Saari M., Ramli M., Mazlan M., Namerikawa T.

    Indonesian Journal of Electrical Engineering and Computer Science (Indonesian Journal of Electrical Engineering and Computer Science)  14 ( 2 ) 588 - 596 2019年05月

    共著, 査読無し,  ISSN  25024752

     概要を見る

    © 2019 Institute of Advanced Engineering and Science. All rights reserved. This paper analyze the performance of partial observability in simultaneous localization and mapping(SLAM) problem. The study focuses mainly on the effect of having a decorrelation technique known as Covariance Inflation to the estimation. The matrix inversion will be the main element to be investigated through two conditions with respect to some defined environment namely as unstable partially observable SLAM and partially observable SLAM via matrix norm analysis. For assessment purposes, the Extended Kalman Filter estimation is referred as the estimator to understand how the conditions can influence the results. The simulation results depicted that, the matrix norm is able to determine the efficiency of estimation and is proportional to the uncertainties of the system.

  • Disturbance compensation by RISE for cooperative transport system with multiple quad-rotor

    Kotani K., Namerikawa T.

    IEEJ Transactions on Electronics, Information and Systems (IEEJ Transactions on Electronics, Information and Systems)  139 ( 4 ) 341 - 349 2019年

    共著, 査読無し,  ISSN  03854221

     概要を見る

    © 2019 The Institute of Electrical Engineers of Japan. In this paper, we propose a novel control method which combine collision avoidance method and RISE(Robust Integral of the Sign of Error) for multiple Quad-rotor formation control methods for cooperative control, and confirm effectiveness of this method by experiment using actual Quad-rotor. First, this work describes a method to suppress nonlinear disturbance using RISE which is a type of sliding mode control. In addition, collision avoidance method and the conditions to achieve accurate formation are explained. Finally, the effectiveness of proposed method is confirmed functioning correctly, by implemented an algorithm in the actual Quad-rotor

  • Resilient Reinforcement in Secure State Estimation against Sensor Attacks with a priori Information

    T Shinohara, T Namerikawa, Z Qu

    IEEE Transactions on Automatic Control 2019年

    共著, 査読無し

  • RISE を用いた外乱の抑制および衝突回避に対応するマルチ Quad-rotor システムのフォーメーション制御

    小谷健人, 滑川徹

    計測自動制御学会論文集 55 (1), 68-77 2019年

  • RISEを用いた外乱の抑制および衝突回避に対応するマルチQuad-rotorシステムのフォーメーション制御

    小谷 健人, 滑川 徹

    計測自動制御学会論文集 (公益社団法人 計測自動制御学会)  55 ( 1 ) 68 - 77 2019年

    ISSN  0453-4654

     概要を見る

    <p>In this paper, we propose a control method which combine collision avoidance method and RISE (Robust Integral of the Sign of Error) for multiple Quad-rotor formation control methods, and confirm effectiveness of this method that is resistant to disturbance by lowering the risk of collision. First, we modeled quad-rotor as a linear system. Next, we described a method to suppress nonlinear disturbance using RISE which is a type of sliding mode control. In addition, we introduced collision avoidance method, and derived the conditions to achieve accurate formation by using Lyapunov stability theory. Finally, we implemented an algorithm in the simulation, and confirmed that the proposed method is functioning correctly.</p>

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KOARA(リポジトリ)収録論文等 【 表示 / 非表示

総説・解説等 【 表示 / 非表示

  • システム制御による超スマート社会へのアプローチ

    滑川 徹

    計測と制御 57 ( 7 ) 497 - 500 2018年07月

    総説・解説(学術雑誌), 単著,  ISSN  1883-8170

  • 電力市場における最適価格設定法と需給制御

    滑川 徹

    計測と制御 (計測自動制御学会)  53 ( 1 ) 12 - 17 2014年01月

    総説・解説(学術雑誌), 単著

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    電力系統への再生可能エネルギーの導入増加に伴い,電力需給の不均衡,それに伴う逆潮流,電力品質劣化の問題が懸念されています.
    電力需給バランスを保つために,供給者だけの制御・管理では,その調整に過大なインフラ投資の必要が生じるため,電力価格調整による需要側の管理・制御技術の開発が求められています.
    本稿では,次世代の安定でスマートな電力ネットワーク構築のための電力市場設計問題と最適価格設定法について解説します.

  • 制御理論アプローチによる電力需要予測と再生可能エネルギー発電予測

    滑川 徹

    シミュレーション (日本シミュレーション学会)  32 ( 3 ) 168 - 175 2013年09月

    総説・解説(学術雑誌), 単著

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    本稿では近未来の再生可能エネルギーを含む分散型電源の大量導入を見据え,安定な電力ネットワーク構築のために鍵となる電力需要の予測と再生可能エネルギー発電の予測技術についてシステム制御理論的な視点から解説する.

  • 知的環境とセンサネットワーク~アンビエントセンサネットワーク~

    大槻 知明,渡辺 尚,中澤 仁,川島 英之,滑川 徹,山本 高至

    電子情報通信学会誌 (電子情報通信学会)  96 ( 7 ) 495 - 500 2013年07月

    総説・解説(学術雑誌), 共著

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    アンビエントセンサネットワークは,アンビエント情報を収集するセンサネットワークと,アンビエント情報を処理して人の活動を拡張・強化あるいは補完・補助する知的環境から成り,従来にない利便性の提供や抜本的なコスト削減が期待できるため,スマートグリッドによる電力の有効利用,効率的な交通システム,市民に優しい街環境の実現などが注目されている.そこで本稿ではまず,アンビエントセンサネットワークの概念と応用事例を述べるとともに,要素技術としてのセンシング技術,プロセッシング技術,アクチュエーション技術,ネットワーク技術について最近の研究動向と技術課題を概説する.最後にアンビエントセンサネットワークの今後の展望を述べ本稿をまとめる.

  • マルチエージェントシステムにおけるダイナミクスと合意制御

    滑川 徹

    計測と制御 (計測自動制御学会)  52 ( 3 ) 264 - 270 2013年03月

    総説・解説(学術雑誌), 単著

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    制御理論,通信理論,計算科学の進展が,我々の身の回りの動的システムを多機能化,高機能化させ,その結果益々対象システムは大規模複雑化している.大規模複雑系には,ネットワーク構造が内在し,複数の動的エージェントがこのネットワークを介して相互作用し合う.このようなシステムはマルチエージェントシステムと呼ばれ,その応用は,ビークルフォーメーション,協調ロボット制御,センサネットワーク,スマートグリッドなど多岐に渡る.一方で複雑系・力学系やシステム生物学の解析ツールとしても研究が進んでいる.
    近年,システム制御理論の分野においてマルチエージェントシステムに関する研究が活発に行なわれており,本稿では特にマルチエージェントシステムにおけるダイナミクスと合意協調制御を安定性とクラスタリングの観点から解説する.またその応用展開に関して,国内外の研究の趨勢をご紹介する.

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研究発表 【 表示 / 非表示

  • RISE-based robust formation control for multi-UAV system

    Komagine Yu, Toyota Ryo, Kotani Kento, Namerikawa Toru

    2017 56th Annual Conference of the Society of Instrument and Control Engineers of Japan (SICE), 2017年11月, 口頭(一般)

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    <p>This paper deals with a robust formation control methodology for the Multi-UAV system with uncertain exogenous disturbance. The fourth-order UAV model with disturbance and the disturbance estimate system is introduced. In order to achieve the rigid formation fight, graph theory and consensus algorithm are utilized and the state of the UAVs converges to desired value by using Leader-Follower structure. The proposed control law includes the Robust Integral of the Sign of error (RISE) for estimation of the disturbance and also involves collision avoidance property based on potential method. The stability and convergent properties are proven based on Lyapunov theory. Finally, several simulation results show the effectiveness of the proposed method compared with a conventional sliding mode control.</p>

  • Formation control of multi-agent system considering obstacle avoidance

    Toyota Ryo, Namerikawa Toru

    2017 56th Annual Conference of the Society of Instrument and Control Engineers of Japan (SICE), 2017年11月, 口頭(一般)

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    <p>This paper deals with distributed and cooperative control algorithm to make each agents to form a formation for a second-order system. However, when forming a formation with a multi-agent system, there is a possibility that the agents collide with each other or collide with obstacles other than the agent. Also, if the agents avoid other agents and obstacles, the distance between agents may be temporarily too far apart. In order to solve these problems, this paper proposes a control algorithm which consists of Leader-Follower structure, consensus algorithm and artificial force based on artificial potential field. For the control algorithm to make agents achieve formation in a decentralized cooperative way, we derive the condition concerning the control gain to ensure stability. In addition, by comparing the amount of energy, we design conditions that ensure collision avoidance between agents, collision avoidance with obstacles, and distance between agents, and also design potential functions that satisfy the conditions. The validity of the control algorithm proposed in this paper is verified by numerical simulations.</p>

  • Collision Avoidance between Multi-UAV-Systems considering Formation Control using MPC

    Ille Marc, Namerikawa Toru

    2017 IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics (AIM), 2017年08月, 口頭(一般)

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    <p>This paper deals with the scenario of two multi- UAV systems (so-called teams), each flying from a starting point to a target point. The teams meet on their ways and have to avoid collisions in the horizontal plane. Both teams work independent of each other but use the same formationcontrol and obstacle-collision-avoidance algorithm. The leaders measure obstacles' positions, use a Kalman Filter to estimate their movement and predict their future positions. With the information about the other agents' positions each agent calculates its reference trajectory. The leader also computes a trajectory to guide the team towards the target point. Distributed MPC is used for each agent to track its reference trajectory. If there is a risk of colliding with an obstacle, the MPC cost function is extended by a penalty term to ensure obstacle collision avoidance. The stability of formation control is proved in this paper. The capability of two teams avoiding collisions is shown in a simulation.</p>

  • RISE-based cooperative control of uncertain multi-agent system

    Tachibana Yoshihiro, Namerikawa Toru

    2017 American Control Conference (ACC), 2017年06月

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    <p>This paper proposes a RISE-based cooperative control of uncertain multi-agent system with exogenous disturbances. First, we introduce the second order model with disturbance for agent. The network topology among agents is undirected and connected, and information of reference is allowed to be available to at least one agent. Second, we propose the control law consists of graph theory, consensus algorithm and RISE. Graph theory and consensus algorithm are utilized to converge the states of agents to reference value, and RISE is utilized to suppress the disturbance. Then, we show the proposed control law guarantees the agents achieve synchronization, and derive the condition to achieve the control objective. Finally, simulation results show the effectiveness of the proposed control law.</p>

  • Detection of replay attack on smart grid with code signal and bargaining game

    Irita Takashi, Namerikawa Toru

    2017 American Control Conference (ACC), 2017年06月, 口頭(一般)

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    <p>Ensuring cyber security of smart grid based on supervisory control and data acquisition using information and communications technology has been becoming a major challenge. Especially, a replay attack is a dangerous cyber attack affecting integrity and authorization. The goal of this paper is to detect replay attack that is one of cyber attacks on the sensors of a control system. We propose a detecting method adding intentional noise to not only sensors as code signal but also input. Replay attack can immediately be reflected by using fault diagnosis matrices that are composed of the estimator and observed values even if code signal is decrypted. Finally, we show simulation results to analyze effectiveness of the proposed method.</p>

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競争的資金等の研究課題 【 表示 / 非表示

  • 大規模都市インフラシステムのPlug & Play制御と最適化

    2017年04月
    -
    2020年03月

    文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 滑川 徹, 基盤研究(B), 補助金,  代表

  • 群れの行動生物学的および理論生命科学的理解に基づいた群知能の構成とその具現化

    2017年04月
    -
    2020年03月

    京都大学, 松野 文俊, 郡司 幸夫, 池上 高志, 辻 瑞樹, 大倉 和博, 滑川 徹, 土畑 重人, 基盤研究(A)

  • 時空間階層システムに対する分散最適制御とその分散型エネルギー管理システムへの応用

    2014年04月
    -
    2017年03月

    文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 滑川 徹, 基盤研究(C), 補助金,  代表

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    本研究では、時空間階層システムに対する分散型最適制御システム構築方法を提案し、その制御手法を分散型エネルギー管理システムへ応用し、提案手法の有効性を検証した。具体的には、複数の異なるタイムスケールを有するマイクログリッドシステムの分散的なロバスト安定化問題、複数の異なる空間スケールを有する大規模電力ネットワークの分散最適化制御問題、デマンドレスポンスによる系統周波数安定化問題に対して、分散制御やモデル予測制御、ロバスト制御に基づく解法を提案し、実際に分散型エネルギー管理システムに対して分散最適制御器を設計した。また数値実験および小型発電実験装置を用いた制御実験により提案理論の有効性を検証した。

受賞 【 表示 / 非表示

  • 2017年度 計測自動制御学会論文賞

    2017年09月, 計測自動制御学会, 論文「Multi-Period Regional Energy Management Based on Dynamic Pricing with Non-Deficit Real-Time Market Trading」による

  • 制御部門パイオニア技術賞

    2014年03月, 「エネルギーマネジメントシステムの分散協調制御」に関する一連の研究による制御技術の応用開拓への大きな貢献

  • 制御部門大会技術賞

    滑川 徹, 2011年03月, 計測自動制御学会制御部門, 需要曲線の特徴を考慮したH∞フィルタによる電力需要予測

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    第10回制御部門大会で発表した「需要曲線の特徴を考慮したH∞フィルタによる電力需要予測」は有用性が高い優れた研究発表と認められた.

  • 制御部門大会賞

    滑川 徹, 2010年03月, 計測自動制御学会制御部門, ビークル群によるネットワークの変化に依存しない協調取り囲み行動

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    第9回制御部門大会で発表した「ビークル群によるネットワークの変化に依存しない協調取り囲み行動」は理論として新規である上に有用性も高い優れた研究発表と認められた.

  • 金沢大学-コマツ産学連携実用化賞

    滑川 徹, 2009年07月, 株式会社 小松製作所, 現代制御理論に基づいた制御器開発

    受賞区分: 出版社・新聞社・財団等の賞

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    現代制御理論に基づいた制御器開発・シミュレーションを構築、実機採用に至り実際に性能向上、コスト改善で成果を出すことができた.

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担当授業科目 【 表示 / 非表示

  • 社会・経済・文化と工学

    2019年度

  • システムデザイン工学輪講

    2019年度

  • 線形制御理論

    2019年度

  • システムデザイン工学実験第2

    2019年度

  • 総合デザイン工学課題研究

    2019年度

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担当経験のある授業科目 【 表示 / 非表示

  • 社会・経済・文化と工学

    慶應義塾, 2017年度, 秋学期, 専門科目, 講義, 専任

  • ダイナミカルシステム

    慶應義塾, 2017年度, 秋学期, 専門科目, 講義

  • 線形制御理論

    慶應義塾, 2017年度, 春学期, 専任

  • 電磁気工学

    慶應義塾, 2017年度, 春学期, 専門科目, 講義

  • システム制御論

    慶應義塾, 2017年度, 春学期, 専門科目, 講義, 専任

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所属学協会 【 表示 / 非表示

  • 計測自動制御学会, 

    1991年04月
    -
    継続中
  • 米国電気電子学会, 

    1995年01月
    -
    継続中
  • 電気学会, 

    1991年11月
    -
    継続中
  • 日本機械学会, 

    2011年04月
    -
    継続中
  • IFAC Technical Committees on Power and Energy Systems, 

    2011年09月
    -
    継続中

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委員歴 【 表示 / 非表示

  • 2015年09月
    -
    2017年08月

    主査(委員長), SICE 制御部門 都市インフラシステム構築と制御調査研究会

  • 2010年01月
    -
    2011年12月

    主査(委員長), SICE 制御部門 エネルギー・環境システム制御技術調査研究会

  • 2010年01月
    -
    2010年12月

    制御部門 幹事, 計測自動制御学会

  • 2009年01月
    -
    2010年12月

    制御理論部会 委員, 計測自動制御学会

  • 2009年01月
    -
    継続中

    評議員, 計測自動制御学会

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