Details of a Researcher - Namerikawa, Toru

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A Generalized H∞ Control System Design Attenuating Initial State Uncertainties

T. Namerikawa, M. Fujita, R. S. Smith and K. Uchida

Proc. of the 2002 American Control Conference (Anchorage,USA) ,

2002.05

Oral presentation (general)

本稿では，従来の「初期状態の不確かさを考慮したH∞制御」の枠組みから，制御対象に対する直交条件を排除し，より一般化した制御対象に対して初期状態の不確かさと外乱の混合減衰H∞制御問題を設定した．この問題に対して，解の存在のための必要十分条件と解の１つの構成法を与えた．これにより従来に比べて広範な制御対象を取り扱うことが可能となり，制御系設計における制約が少なくなり，設計における自由度を増加させた．

H∞ Control System Design Attenuating Initial State Uncertainties: Evaluation by a Magnetic Suspension System

T. Namerikawa, M. Fujita and R. S. Smith

Proc. of the 40th IEEE Conference on Decision and Control (Orland,USA) ,

2001.12

Oral presentation (general)

本稿では磁気浮上システムに制御対象の初期状態の不確かさを考慮したH∞制御を応用し，従来のH∞制御と比較検討することにより，提案制御法の過渡応答特性に対する有効性を示した．また初期状態の不確かさに対する重みNと過渡応答性能の関係を明らかにした．さらにコントローラのフリーパラメータの自由度を有効に利用することで積分特性など，コントローラに良好な特性を付加できることを実験的に示した．

Robust Performance Analysis of　Magnetic Bearings

T. Namerikawa and M. Fujita

Proc. of 3rd Asian Control Conf. (Shanghai) ,

2000.07

Oral presentation (general)

本稿では磁気軸受の不確かなモデル構造とロバスト制御性能解析に関して議論した．本稿では線形分数変換を用いた保守性の低い不確かさの記述を提案し，ロバスト制御性能解析を閉ループ系の構造化特異値を用いて行った．具体的には提案する構造的な不確かさ表現を用いた場合と，従来の非構造的な不確かさ表現を用いた場合を比較し，提案法を用いることで実際の数値実験に近いロバスト性能解析結果が得られることを示した．

Robust Performance Analysis of Uncertain Magnetic Bearings

T. Namerikawa and M. Fujita

Proc. of 2000 ASME Int. Gas Turbine and Aeroengine Congress and Exhibition (Munchen,Germany) ,

2000.05

Oral presentation (general)

本稿は磁気軸受の不確かなモデル構造とロバスト制御性能に関して議論する．特に磁気軸受制御で問題となる，電磁石吸引力の非線形性，電磁石部の複雑なダイナミクス，パラメータ誤差，ジャイロ効果を構造的な不確かさとして表現し，これらを統一的にロバスト制御の枠組みで扱えることを示した．得られたモデルに対してロバスト制御性能を達成する補償器設計を行い，数値実験によりモデル変動と性能の関係について検討をおこなった．

Uncertain Model and μ- Synthesis of a Magnetic Bearing

T. Namerikawa and M. Fujita

Proc. of 1999 IEEE Int. Conf. on Control Applications (Hawaii,USA) ,

1999.08

Oral presentation (general)

Uncertainty Structure and μ- Design of a Magnetic Suspension System

T. Namerikawa, M. Fujita and F. Matsumura

Proc. of 6th Int. Symp. on Magnetic Bearings (Boston,USA) ,

1998.08

Oral presentation (general)

本論文は磁気浮上システムの不確かさの記述とμ-設計に関して議論する．まず磁気浮上システムに対して，公称モデル，また不確かさの構造，そして動作点の移動に伴う不確かさの定量化を行なう．つぎに得られたモデルに対してコントローラを混合（実数・複素数）μ-解析法に基づいて設計した．これにより，従来に比べロバスト性解析の際の評価の保守性を軽減した．最後に提案モデル，設計手法，そしてロバスト性解析を実験的に検証した．

Wide Area Stabilization of a Magnetic Bearing Using Exact Linearization

T. Namerikawa, M. Fujita and F. Matsumura

Proc. of 6th Int. Symp. on Magnetic Bearings (Boston,USA) ,

1998.08

Oral presentation (general)

本論文では厳密な線形化を用いて磁気軸受の広域安定化を扱う．まず磁気軸受のダイナミクスを非線形微分方程式で記述し，つぎにこのモデルに対して厳密線形化手法を用いて非線形情報を保存した見かけ上の線形モデルを導出した．さらに線形化モデルに対して最適制御により状態フィードバックコントローラを設計し，最後に実験により，浮上位置移動，ロータの回転速度変化など広域な動作点変動に対する性能と安定性の向上を確認した．

Modeling and Robustness Analysis of a Magnetic Suspension System Considering Structured Uncertainties

T. Namerikawa and M. Fujita

Proc. of 36th IEEE Conf. on Decision and Control (San Diego,USA) ,

1997.12

Oral presentation (general)

本論文は磁気浮上システムのモデリングと不確かさの記述，そしてロバスト安定性解析，ロバスト制御性能解析に関して議論した．まずシステムの公称モデルを導出し，つぎに動作点の変動範囲を考慮することにより不確かさを定量的に見積もった．更に定量化された不確かさを構造的な不確かさとして含む内部結合構造を導出し，これに対して補償器を設計した．最後に実験に基づく制御系のロバスト安定性／ロバスト性能の解析を行った．

μ-Analysis and Synthesis of a Magnetic Suspension System Considering Structured Uncertainties

T. Namerikawa, M. Fujita and F. Matsumura

Proc. of 4th NASA Int. Symp. on Magnetic Suspension Technology (Gifu,Japan) ,

1997.11

Oral presentation (general)

本論文は磁気浮上システムの構造的な不確かさを考慮してμ-設計によりロバスト性能を有するコントローラを設計する．まずシステムの公称モデルと不確かさを導出するが，ここで不確かさとして線形化誤差，パラメ－タの不確かさ，無視されたダイナミクスを扱う．つぎに不確かさと公称モデルを含む内部結合構造を導出し，さらに得られた内部結合構造に対してロバスト補償器を設計し，最後に実験により提案法の有効性を検証した．

Modeling and Robust Control of Self-Sensing Magnetic Bearings with Unbalance Compensation

A.M. Mohamed, F. Matsumura, ＜U>T. Namerikawa＜/U> and J. H. Lee

Proc. of 1997 IEEE Int. Conf.　on Control Applications (Hartford,USA) ,

1997.10

Oral presentation (general)

本稿は磁気軸受の新しいモデリング方法と，位置センサを用いずにロータの安定化を行うセルフセンシング制御法を提案した．このモデルでは浮上ロータを非接触支持する４つの軸を独立に制御することが可能となり，制御系設計の際に多入出力系である磁気軸受を非干渉化し，制御系設計が容易になる利点を有する．さらにモデルに基づき状態オブザーバを構成し，電流センサのみで位置センサを使用しない磁気軸受制御系を構成した．

Q-Parameterization / μ Control of an Electromagnetic Suspension System

A.M. Mohamed, F. Matsumura, T. Namerikawa and J. H. Lee

Proc. of 1997 IEEE Int. Conf.　on Control Applications (Hartford,USA) ,

1997.10

Oral presentation (general)

本稿では磁気浮上システムの安定化問題に対して，Q-パラメトリゼーションとμ-設計法を組み合わせることで，複数の制御仕様を満たす補償器設計を行い，高機能な制御系を実現した．具体的には，１．コントローラの極の領域指定，２．加法的不確かさに対するロバスト安定条件，３．外乱除去問題に対するロバスト性能条件，という問題設定に対して制御系設計を行った．得られたμコントローラを用いて制御系実験を行い，提案法の有効性を検証した．

Robust H∞ Control of a Flexible-Joint Robot Manipulator using a Linear Parameter Varying Representation

T. Namerikawa, M. Fujita and F. Matsumura

Proc. of 2nd Asian Control Conf. (Seoul,Korea) ,

1997.07

Oral presentation (general)

本稿では柔軟関節を有するロボットマニピュレータに対して，駆動モータのみの関節角度情報を基にしたロバスト制御問題を扱う．まず柔軟関節を有するロボットマニピュレータのダイナミクスをLPVシステムとして表現し，つぎにLPVシステムに対してH∞制御を適用してロバスト制御系を構成した．最後にマニピュレータの位置制御問題に対して，関節の柔軟性とリンク位置変動が存在する場合にも本手法が有効であることを数値シミュレーションにより検証した．

Robust Force Control of a Pantograph System by considering Model Parameter Perturbation

T. Namerikawa, S. Goto and F. Matsumura

Proc. of 1997 IEEE / ASME Int. Conf. on Advanced Intelligent Mechatronics (Tokyo,Japan) ,

1997.06

Oral presentation (general)

本稿ではリニア直流モータをアクチュエータとして有するパンタグラフ基礎実験装置において, 種々の力外乱に対しても架線-パンタグラフ間の接触圧を一定にするレギュレータ問題を扱う．モータ推力定数などのモデルパラメータの物理的変動, 無視したダイナミクスなどの不確かさを実験的に測定, 定量化し，その不確かさに対してμ-設計の枠組でロバスト制御器を設計し，ステップ状外乱に対する時間応答，また周期外乱に対する外乱除去周波数特性を向上させた．

H∞ Control of a Robot Manipulator Using a Linear Parameter Varying Representation

T. Namerikawa, M. Fujita and F. Matsumura

Proc. of 1997 American Control Conf. (Albuquerque,USA) ,

1997.06

Oral presentation (general)

本稿では線形パラメータ変動(LPV)表現に基づいたH∞制御によるロボットマニピュレータのロバスト軌道追従問題を扱う．まずロボットマニピュレータのダイナミクスを関節角度をスケジューリングパラメータとするLPVシステムとして表現し，つぎにLPVシステムに対してH∞コントローラを設計した．ここで制御系設計の際にはパラメータ凍結法を用いて，最悪ケースにおいてもH∞ノルム条件を満たすコントローラを設計した．最後にシミュレーションにより有効性を検証した．

Q-parameterization control of vibrations in a variable speed magnetic bearing

Mohamed Abdelfatah M., Matsumura Fumio, Namerikawa Toru, Lee Jun Ho

Proceedings of the 1997 IEEE International Conference on Control Applications,

1997

<p>A controller design methodology was proposed using Q-parameterization theory for a variable speed magnetic bearing to control the vibrations. A mathematical model in a state space form was used for the bearings. The controller free parameter Q was assumed to be a proper stable transfer function whose order equals twice the number of operating speeds. A set of linear equations was solved to satisfy the design objectives. Several simulations obtained to evaluate the controller showed the effectiveness of the controller in eliminating the vibrations at different speeds.</p>

Improvement of Dynamic Response by Flux Feedback on Active Magnetic Bearings

S. Hara, T. Namerikawa and F. Matsumura

Proc. of 5th Int. Symp. on Magnetic Bearings (未記入) ,

1996.08

Other

Experimental Evaluation of Gain Scheduled H∞ Robust Controllers to a Magnetic Bearing

T. Namerikawa, K. Hagiwara, M. Fujita and F. Matsumura

Proc. of 5th Int. Symp. on Magnetic Bearings (Kanazawa,Japan) ,

1996.08

Oral presentation (general)

本稿では回転速度が変化する磁気軸受を対象とし，この対象に対して回転速度情報を基にコントローラのゲインを適応的に変化させるゲインスケジュールドH∞制御を適用し，有効性を実験的に検証している．まず磁気軸受をロータの回転速度に対する線形パラメータ変動(LPV)システムとして表現し，これにより高速回転時に問題となるジャイロ効果と不釣合い振動を考慮した．つぎに実際にこのLPVシステムに対してロバスト制御系を構成し，最後に提案法の有効性を実験的に検証した．

A Linear Parameter Varying Approach to a Gain Scheduled Flexible Joint Robot

T. Namerikawa, M. Fujita and F. Matsumura

Proc. of 4th Int. Workshop on Advanced Motion Control (Tsu,Japan) ,

1996.03

Oral presentation (general)

本稿では柔軟関節を有するロボットマニピュレータのロバスト位置制御問題を扱う．まず，柔軟関節を有するマニピュレータに対して，リンクの座標系を適切に選ぶことにより線形パラメータ変動(LPV)システム表現が可能であることを証明した．さらに得られたLPVシステムに対して，スケジューリングパラメータの情報に基づきH∞ノルムによる閉ループ系の解析を行った．最後に数値シミュレーションにより，提案法の有効性を検証した．

Robust control of a robot manipulator using a linear parameter varying representation

Namerikawa Toru, Matsumura Fumio, Fujita Masayuki

IEEE International Conference on Industrial Technology, 1996,

1996

<p>In this paper, we present a robust control for a flexible-joint robot manipulator using linear parameter varying representation. The robot manipulator dynamics can be brought to a quasi linear parameter varying (LPV) form by a state transformation. An LPV system is defined as a linear at system whose dynamics depend on an exogenous variable which can be measured upon system operation. In this case, the scheduling variables are the joint angles q. which are state variables. Using a quasi-LPV form, we design a robust controller by μ-synthesis to achieve robust performance specification.</p>

Robust Trajectory Following for an Uncertain Robot Manipulator Using H∞ Synthesis

T. Namerikawa, M. Fujita and F. Matsumura

Proc. of 3rd European Control Conf. (Roma,Italy) ,

1995.09

Oral presentation (general)

本稿ではロボットマニピュレータのロバスト位置制御問題を扱う．具体的にはマニピュレータダイナミクスのリンク間の干渉項や重力項などの非線形項をモデルの時変な摂動として表現し，これをLFT表現することにより，ロボットマニピュレータのロバスト位置制御問題を線形システムに時変な摂動を持つ系の制御問題として定式化した．この問題に対して定数スケーリングH∞制御による制御系設計を行い，従来法に比べ良好な結果を得た．

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