研究者詳細 - 西村　秀和

論文 - 西村　秀和

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Analysis of cooperative perception in ant traffic and its effects on transportation system by using a congestion-free ant-trail model

Kasture P., Nishimura H.

Sensors （Sensors） 21 （ 7 ） 2021年04月

ISSN 14248220

We investigated agent-based model simulations that mimic an ant transportation system to analyze the cooperative perception and communication in the system. On a trail, ants use cooperative perception through chemotaxis to maintain a constant average velocity irrespective of their density, thereby avoiding traffic jams. Using model simulations and approximate mathematical representations, we analyzed various aspects of the communication system and their effects on cooperative perception in ant traffic. Based on the analysis, insights about the cooperative perception of ants which facilitate decentralized self-organization is presented. We also present values of communication-parameters in ant traffic, where the system conveys traffic conditions to individual ants, which ants use to self-organize and avoid traffic-jams. The mathematical analysis also verifies our findings and provides a better understanding of various model parameters leading to model improvements.

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Platoon Definitions and Analysis of Correlation between Number of Platoons and Jamming in Traffic System

Kasture P., Nishimura H.

IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems （IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems） 22 （ 1 ） 319 - 328 2021年01月

ISSN 15249050

Using an agent-based traffic models, we analyze the manner in which the number of platoons within a traffic system is correlated with the appearance of traffic jams. Two definitions of a platoon are proposed and verified using agent-based simulations to find the one that provides the most realistic representation of traffic behavior in a stochastic model. We observe that traffic jams are closely related to the convergence of multiple platoons into a single platoon containing all the agents in the model. We also observed that at high-density, traffic system maintains a metastable state when it has multiple platoons in it. A traffic jam occurs when these multiple platoons are merged into a single platoon, which is equivalent to the concept of an infinite cluster in percolation theory.

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Analysis of Microscopic Behavior in Ant Traffic to Understand Jam-free Transportation

Kasture P., Nishimura H.

ACM International Conference Proceeding Series （ACM International Conference Proceeding Series） 59 - 64 2020年03月

ISSN 9781450377614

In this paper, we present an analysis of microscopic behaviors of ants to understand ant interactions that lead to jam-free ant traffic. For the analysis here, we use an agent-based model of ant traffic and mathematical analysis of key scenarios on the ant trail to understand relations between ants' environment and the interactions of ants with it. Our analysis indicates that ants increase their velocity for decreasing headway, which leads to a peculiar jam absorption mechanism. We also show that ants on trail collect information about flow in the recent past, which allows them to make informed decisions about their travel. Based on our observation, we propose that mimicking an ant communication system could help individuals in man-made transportation systems to make better decisions for higher efficiency, which could improve the efficiency of overall system.

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Human-Machine Interface Design and Verification for an Automated Driving System Using System Model and Driving Simulator

Yun S., Teshima T., Nishimura H.

IEEE Consumer Electronics Magazine （IEEE Consumer Electronics Magazine） 8 （ 5 ） 92 - 98 2019年09月

ISSN 21622248

Human-machine interface (HMI) is an essential element of a conditional automated driving, which enables interaction between a driver and an automated driving system (ADS). This paper presents an approach to facilitate the design and verification of HMIs for transition of the vehicle control between the ADS and the driver in the context of the overall transportation systems. In this approach, a functional flow of an HMI is defined in the system model described using system modeling language (SysML). A visual display of HMI is designed and repeatedly verified using a driving simulator built by using the test case that utilizes the functional flow of HMI.

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Motorcycle Head-Up Display: Design of Presenting Navigation Information

Ito K., Nishimura H., Ogi T.

IEEE Consumer Electronics Magazine （IEEE Consumer Electronics Magazine） 8 （ 5 ） 74 - 78 2019年09月

ISSN 21622248

Navigation systems for motorcyclists are gaining attention using state-of-the-art technologies. While it is expected to provide benefits to riders similar to the technologies used for automobiles, the effectiveness of motorcycle head-up and head-mounted displays is not yet well understood. Therefore, this paper presents a human-centered design approach using a prototype of a motorcycle head-up display and an immersive virtual reality simulator. For validation, the motorcycle head-up display was equipped on a commercial motorcycle and tests were conducted in the real-world environment.

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Congestion-free ant traffic: Jam absorption mechanism in multiple platoons

Kasture P., Nishimura H.

Applied Sciences (Switzerland) （Applied Sciences (Switzerland)） 9 （ 14 ） 2019年07月

In this paper, an agent-based model of ant traffic on a unidirectional single-lane ant trail is presented to provide better understanding of the jam-free traffic of an ant colony. On a trail, the average velocity of ants remains approximately constant irrespective of density, thereby avoiding jamming. Assuming chemotaxis, we analyze platoon-related scenarios to assess the marching-platoon hypothesis, which claims that ants on a trail form a single platoon in which they march synchronously, thereby reducing hindrances due to increasing density. Contrary to that hypothesis, our findings show that ants on a trail do not march synchronously and do experience stop-and-go motion. However, more interestingly, our study also indicates that the ants' chemotaxis behavior leads to a peculiar jam absorption mechanism, which helps to maintain free flow on a trail and avoids jamming. Again, contrary to the marching-platoon hypothesis, our findings also indicate that, rather than assisting traffic flow, forming a single cluster actually triggers jamming.

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A new process to develop a hydraulic system adapted to biodegradable hydraulic oil for construction machinery: Case study integrating component analyses and SysML description in failure analyses

Ohkawa S., Yun S., Hibiya T., Nishimura H.

Synthesiology （Synthesiology） 12 （ 2 ） 57 - 74 2019年

ISSN 18830978

Causes and countermeasures for various kinds of hydraulic system failures in construction machinery generated by biodegradable hydraulic oil (bio-oil) are discussed. Previous component analytical methods can prevent all kinds of failures except hydraulic system malfunction, which requires a holistic approach for analysis. Using the Systems Modeling Language (SysML), the cause of malfunctions can be understood, and the most effective countermeasure can be obtained. Integration of a component analysis method and a holistic analysis method for system development is proposed.

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Motorcycle HUD design of presenting information for navigation system

Ito K., Nishimura H., Ogi T.

2018 IEEE International Conference on Consumer Electronics, ICCE 2018 （2018 IEEE International Conference on Consumer Electronics, ICCE 2018） 2018-January 1 - 3 2018年03月

ISSN 9781538630259

This paper introduces the motorcycle head-up display design of presenting information for navigation system. In particular, a human-centered design approach was adopted to design as a human-machine interface. Therefore, a motorcycle head-up display prototype was developed to perform tests to design information presentation for navigation system. Virtual reality environment was utilized as a test environment, with an operational motorcycle simulator equipped with a head-up display. For experimental subjects, motorcycle riders with license participated riding the operational simulator. The experimental results answered questions of presenting information design using head-up display for motorcycle.

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Verification of HMI for an automated driving system by using a driving simulator

Nishimura H.

2018 IEEE International Conference on Consumer Electronics, ICCE 2018 （2018 IEEE International Conference on Consumer Electronics, ICCE 2018） 2018-January 1 - 2 2018年03月

ISSN 9781538630259

This paper introduces a project activity to design and verify human-machine interface (HMI) to safely realize the driving delegation between the driver and the automated driving system (ADS) in a transportation system, based on analysis of system of systems operational design domain where the constituent systems interact, including the vehicle with ADS, the ego vehicle driver, and external systems, such as surrounding mobilities, information communication systems, and traffic infrastructure systems. The system model of ADS designed is utilized to build a driving simulator to be used for HMI verification.

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胸部変形に着目した低次元力学モデルを用いた車両衝突時の乗員拘束方法の検討

成川輝真, 西村秀和, 伊藤優一, 本澤養樹，

日本機械学会論文集Ｃ編（日本機械学会） 2013年

研究論文（学術雑誌）, 単著

民生機器開発における機能・構造モデルを用いた分散協調設計（SysML製品モデルとDSMを利用したモジュール設計プロセスの計画）

関研一, 西村秀和, 朱紹鵬, Laurent Balmelli

日本機械学会論文集Ｃ編（日本機械学会） 78 （ 785 ） 187-200 2012年

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

Motion analysis of a motorcycle taking into account the rider's effects .DOI:10.1080/00423114.2012.660166　Available online: 24 Feb 2012,

Shaopeng Zhua, Shintaroh Murakami & Hidekazu Nishimura

Vehicle System Dynamics 50 （ 8 ） 1225-1245 2012年

研究論文（学術雑誌）, 単著

セミアクティブニーボルスターを用いた乗員下肢保護制御系設計

成川輝真, 西村秀和，

日本機械学会論文集Ｃ編 78 （ 789 ） 1711-1722 2012年

研究論文（学術雑誌）, 単著

Front-Steering Assist Control System Design for a Motorcycle Stabilization during Braking

Shintaroh MURAKAMI, Hidekazu NISHIMURA, Shaopeng ZHU

Journal of System Design and Dynamics 6 （ 4 ） 431-446 2012年

研究論文（学術雑誌）, 単著

2段階終端状態制御によるサーボプレスの衝撃制御

福崎淳一, 成川輝真, 西村秀和, 伊藤博幸, 有壁剛生，

日本機械学会論文集Ｃ編（日本機械学会） 78 （ 793 ） 3166-3177 2012年

研究論文（学術雑誌）, 単著

人体FEモデルに基づく車両前面衝突時の胸部変形に着目した低次元力学モデルの構築

成川輝真, 西村秀和, 伊藤優一, 本澤養樹,

日本機械学会論文集C編（日本機械学会） 78 （ 795 ） 3677-3688 2012年

研究論文（学術雑誌）, 単著

博物館に関心を持つ市民に関する調査手法の提案

本間浩一，西村秀和

日本ミュージアム・マネージメント学会研究紀要（日本ミュージアム・マネージメント学会）（ 15 ） 15-24 2011年03月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

A module-based thermal design approach for distributed product development

'Kenichi Seki, Hidekazu Nishimura'

'Research in Engineering Design, DOI: 10.1007/s00163-011-0113-x' 2011年

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

Supplier quality assessment to identify depth technical knowledge of component reliability

'Takayuki Tomaru, Masaru Nakano, Hidekazu Nishimura'

Production Planning and Control 2011年

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

Control System Design for Occupant Lower Extremity Protection in Vehicle Frontal Collision (Cooperative Control of Active Knee Bolster and Active Lap Belt)

'Narukawa Terumasa, Nishimura Hidekazu'

Journal of System Design and Dynamics (Special Issue of Motion and Vibration Control 2010 II) （The Japan Society of Mechanical Engineers） 2011年

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

Control System Design of Electric Power Steering for a Full Vehicle Model with Active Stabilizer

Kei-ichi YAMAMOTO and Hidekazu NISHIMURA

Journal of System Design and Dynamics (Special Issue of Motion and Vibration Control 2010 I) （The Japan Society of Mechanical Engineers） 5 （ 5 ） 789-804 2011年

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

タイヤコーナリングフォースの非線形特性を考慮した二輪自動車に対する前輪操舵アシスト制御

'村上晋太郎, 朱紹鵬, 西村秀和'

日本機械学会論文集，Ｃ編（日本機械学会） 77 （ 775 ） 822-835 2011年

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

部品EOL による代替え品導入のためのリーン品質評価プロセス

都丸孝之，中野冠，西村秀和

日本設備管理学会誌（日本設備管理学会） 22 （ 4 ） 144-149 2011年

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

学問分野を超えた「システムデザイン・マネジメント学」の大学院教育の構築− 大規模・複雑システムの構築と運用をリードする人材の育成を目指して −

'神武直彦, 前野隆司, 西村秀和, 狼嘉彰'

シンセシオロジー 3 （ 2 ） 112-126 2010年

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

先行車への追従性能と燃料消費の抑制を考慮した車間距離制御

三上　佳彦，高橋　正樹，西村　秀和，久保田　正博

日本機械学会論文集，C編（日本機械学会） 76 （ 772 ） 3549-3557 2010年

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

（研究ノート）博物館ブロガーの出現と記述対象となる博物館の種類の分析

本間浩一，西村秀和

博物館学雑誌 36 （ 1 ） 83-95 2010年

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

操縦安定性改善のためのアクティブスタビライザと電動パワーステアリングの分散制御系設計

山本敬一，西村秀和

日本機械学会論文集，C編（日本機械学会） 76 （ 765 ） 1271-1279 2010年

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

タワークレーンのゲインスケジュール制御（実機試験による検証）

西川貴章，下田進，西村秀和，谷田宏次

日本機械学会論文集，C編（日本機械学会） 76 （ 765 ） 1155-1162 2010年

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

ロール低減と乗り心地を考慮したアクティブスタビライザ付きサスペンションシステムの制御

'山本敬一, 西村秀和'

日本機械学会論文集C編（日本機械学会） 75 （ 753 ） 1327-1335 2009年

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

二輪自動車の姿勢安定化制御システム（低速定常円旋回時の前輪操舵アシスト制御）

'朱紹鵬, 西村秀和'

日本機械学会論文集C編（日本機械学会） 75 （ 753 ） 1336-1345 2009年

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

Dynamical Analysis of Motorcycle by Multibody Dynamics Approach

西村秀和

Journal of System Design and Dynamics 2 （ 3 ） 703-714 2008年06月

研究論文（学術雑誌）, 単著, 査読有り

Injury Protection of Occupant’s Legs with Feedback Control for Active Knee Bolster

西村秀和

Review of Automotive Engineering 29 （ 3 ） 357-362 2008年

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

Two-Degree-of-Freeedom Control System Design in Consideation of Actuator Saturation

西村秀和

IEEE/ASME Transactions on Mechatronics 13 （ 14 ） 470- 475 2008年

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

多自由度系免震構造物に適用したMRダンパによるセミアクティブ（GS）制御性能

渡壁守正，井上波彦，西村秀和，龍神弘明，仲宗根　淳，中村佳也，長屋雅文，金川　基

日本建築学会構造系論文集（日本建築学会） 628 875-882 2008年

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

アクティブニーボルスターによる乗員下肢の損傷低減制御

西村秀和

日本機械学会論文集，Ｃ編 73 （ 736 ） 2007年12月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

Active Vibration Control for Suspension by Consideration Its Stroke Limitation

西村秀和

Jouranal of System Design and Dynamics （日本機械学会） 1 （ 2 ） pp.138-146 2007年05月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

車両用アクティブサスペンションにおいて，サスペンションばねのストロークエンドで衝撃的な応答が発生する問題に対処するため，ストロークエンドに到達する前からアクチュエータがそれを抑制するための力を発生させつつ，衝撃的な応答を抑制するスライディングモード制御系設計を施している．１／４アクティブサスペンション実験装置を用いて，提案する制御手法の有効性を検証している．

マルチボディダイナミクス理論による二輪自動車の運動解析

西村秀和

日本機械学会論文集，Ｃ編（日本機械学会） 73 （ 728 ） 1067-1074 2007年04月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

Active Control of Shock by Gain Scheduling

西村秀和

Jouranal of Sound and Vibration （Elsevier） 2007年

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

２物体間の衝突において，２物体間に挿入したアクチュエータによる能動的なフィードバック制御を行っている．衝撃を与えられる物体の弾塑性変形に応じた制御器のスケジューリングを施し，固定制御器の単なる切替制御の場合よりも短い時間内に大きな塑性変形率を得られることを示している．終端時間を長くすることにより，塑性変形率を増大できることはこれまでに示されてきたが，ゲインスケジュールド制御により，優れた特性を得ている．

ストローク変位の制約を考慮したアクティブサスペンションの制御

西村秀和

日本機械学会論文集，Ｃ編（日本機械学会） 72 （ 721 ） 2779-2785 2006年09月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

外乱包含ゲインスケジュールド制御によるアクティブ免震

西村秀和

日本機械学会論文集，Ｃ編（日本機械学会） 71 （ 711 ） 3107-3114 2005年11月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

外乱のフィードフォワード制御を設計することができる外乱包含制御をアクチュエータの推力飽和制御問題に拡張する方法を示している．外乱モデルに加えて包絡関数を導入した拡大系に対して，基準外乱に対する振幅比を変動パラメータとして用いることで，検出された加速度外乱により制御系をゲインスケジューリングする方法を提案している．制御実験により提案した手法の有効性を検証している．

フィードフォワード入力による衝撃のアクティブ制御

西村秀和

日本機械学会論文集，Ｃ編（日本機械学会） 71 （ 710 ） 2912-2919 2005年10月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

画像情報遅れを補償したビジュアルフィードバック制御（３リンク宇宙ロボット実験装置を用いた検証）

西村秀和

日本機械学会論文集，Ｃ編（日本機械学会） 71 （ 707 ） 2225-2232 2005年07月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

スマート構造物のクラック推定を伴うゲインスケジュールド制御

高木清志，西郷宗玄，西村秀和

日本機械学会論文集，Ｃ編（日本機械学会） 71 （ 705 ） 1574-1582 2005年05月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

衝撃のアクティブ制御（LQI制御とH∞制御の適用）

王徳彰，西村秀和，下郷太郎

日本機械学会論文集，Ｃ編（日本機械学会） 71 （ 704 ） 1223-1237 2005年04月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

２物体の衝突において，衝撃を緩和するための緩衝材を２物体間に挿入するのに替えて，アクチュエータを挿入し，２物体の変形を能動的に制御する衝撃のアクティブ制御問題を扱っている．フィードバック制御により，衝撃のアクティブ制御が実現可能であることを制御実験により検証するとともに，一方の物体の塑性変形量を増やし，もう一方の物体の変形量を抑制する制御目的を達成できることを示している．

アクチュエータ飽和を考慮したアクティブ免震制御

板垣紀章，西村秀和

日本機械学会論文集，Ｃ編（日本機械学会） 71 （ 702 ） 426-433 2005年02月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

本体姿勢変動を抑える3リンク宇宙ロボットの運動制御(二自由度制御による実験的検証)

翁　志強，西村秀和，高橋伸也，田村嘉章

日本機械学会論文集，Ｃ編（日本機械学会） 70 （ 693 ） 1409-1416 2004年05月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

２次元平面内で運動する３リンク宇宙ロボットに対し，姿勢制御装置などを用いることなく，３リンク動作用モータの制御のみにより，本体姿勢変動を抑制するための運動制御手法を提案している．拡張擾乱マップに基づき，終端姿勢を定め，初期姿勢からの軌道を終端状態制御により求めている．二自由度の軌道追従制御系を設計し，制御実験により，提案手法の有効性を示している．

二輪車のシステム同定と前輪操舵制御

西村秀和

日本機械学会論文集，Ｃ編（日本機械学会） 69 （ 688 ） 3191-3197 2003年12月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

マニュアルトランスミッションのギヤ比変動を考慮したエンジンベンチのロバスト制御

西村秀和

日本機械学会論文集，Ｃ編（日本機械学会） 69 （ 687 ） 2921-2928 2003年11月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

System Identification And Attitude Control of Motorcycle by Computer-Aided Dynamics Analysis

西村秀和

'JSAE Review, Vol.24, No.4' （日本自動車技術会） 24 （ 4 ） 411-416 2003年10月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

Design Method of Gain-scheduled Control System Considering Actuator Saturation

西村秀和

'JSME International Journal, Series C' （日本機械学会） 46 （ 3 ） 953-959 2003年09月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

計算機支援機構解析による二輪車のモデル同定と前輪操舵制御

鎌田豊，西村秀和

日本機械学会論文集，Ｃ編（日本機械学会） 69 （ 681 ） 1309-1316 2003年05月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

二輪車（バイク）は不意な外乱に対して，走行安定性は必ずしも良くなく，また，その挙動についても良く知られていない．この論文では，実車に対応する機構解析モデルを構築し，システム同定手法により，二輪車を６次の低次元化モデルに表現できることを示し，また，前輪操舵による姿勢安定化制御を行うには，３次モデルで十分であることを示している．そして，速度の変動に応じて制御系を変動させることで優れた制御性能を示し得ることを機構解析モデルに基づくシミュレーションにより示している．

アクチュエータの飽和を考慮したゲインスケジュールドサーボ系設計（台車-倒立振子系に対する実験的検証）

板垣紀章，西村秀和，高木清志

日本機械学会論文集，Ｃ編（日本機械学会） 69 （ 681 ） 1301-1308 2003年05月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

アンチワインドアップ制御などサーボ系の設計では，アクチュエータの飽和時に対する方策がとられているが，本論文では，系統的にアンチワインドアップ制御系設計を行うことができる方法を提案している．双曲線正接関数を飽和関数として導入し，その微分関数を用い，アクチュエータの飽和をあらかじめ考慮することで，その飽和の度合いに応じて制御器が変動することができるゲインスケジュールド制御系設計を行っている．提案した制御手法を不安定系である台車-倒立振子系に適用し，提案手法を用いることで外乱に対する安定性が向上することを実験により示している．

タワークレーンの吊り荷ロープ長変動に対する起伏・旋回方向のゲインスケジュールド分散制御（操縦者の任意指令に対応する制御系設計）

高木清志，西村秀和

日本機械学会論文集，Ｃ編（日本機械学会） 69 （ 680 ） 914-922 2003年04月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

タワークレーンの操縦はオペレータが行うため，オペレータからの任意指令に対して吊り荷の位置決めを行いながら，タワー部の振動を抑制するための制御系設計手法を示している．オペレータからの指令に対して，フィードフォワード制御により補償を施しながら，フィードバック制御により，タワー部の振動と吊り荷振動を抑制する２自由度制御系を構成している．制御実験により，提案した制御手法が優れた整定性能を有することを示している．

Control of a Jib-Type Crane Mounted on a Flexible Structure

高木清志，西村秀和

IEEE Transaction on Control Systems Technology （IEEE） 11 （ 1 ） 32-42 2003年01月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

タワークレーンには起伏方向と旋回方向の連成があるが，起伏方向と旋回方向の同時制御を行うための設計手法として，起伏方向と旋回方向が独立しているものと仮定し，起伏方向と旋回方向を分散型の制御系により制御することを提案したが，この論文では架台の重心位置に対する構造化特異値を調べ，分散制御系が集中制御系に比べて性能が大きく劣ることはなく，その設計の容易さから優位であることを示している．また，制御実験を行い，集中制御系と分散制御系の整定性能の比較を行っている．

ＭＲダンパを用いたセミアクティブサスペンションのゲインスケジュールド制御

西村秀和，加山竜三

日本機械学会論文集，Ｃ編（日本機械学会） 68 （ 676 ） 3644-3651 2002年12月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

セミアクティブダンパ機構のモデリングによりゲインスケジュールド制御系設計を行う提案手法について，その実験検証を行うため，MR（磁気粘性流体）ダンパを用いた２自由度車両サスペンション実験装置を製作した．そして，制御系設計を行うとともに，MRダンパ特性に基づく制御方法を新たに提案し，ばね上の加速度応答を抑制しつつ，ばね下振動を抑制する優れた制御実験結果を得た．また，車輪が路面の凹凸を乗り越える際の応答結果から，有効性を実証している．

アクチュエータの制約を考慮に入れたアクティブ動吸振器による構造物の振動制御（多自由度構造物に対する実験的検証）

尾家直樹，西村秀和，下平誠司

日本機械学会論文集，Ｃ編（日本機械学会） 68 （ 665 ） 52-59 2002年10月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

減衰係数のみを時々刻々変化させるセミアクティブサスペンションは双線形系となるため，通常の線形制御理論では制御系設計ができなかったが，本論文では，セミアクティブダンパ機構をモデリングに導入することにより，ダンパのストローク速度に応じた線形パラメータ変動系に変換できることを示した．そして，車体の加速度を低減することを目的としてゲインスケジュールド制御系設計を行い，シミュレーションにより，当該制御系設計手法の有効性を示している．

Final-State Control of A Two-Link Cat Robot

翁志強，西村秀和

Advanced Robotics （日本ロボット学会） 16 （ 4 ） 325- 342 2002年06月

研究論文（学術雑誌）, 共著

一階の非ホロノミック拘束条件を有する問題として知られる猫ひねり運動は，従来角運動量保存則のみで考察されてきた．これに対し，この論文では猫ひねり運動を腰回り直交方向に２入力を有する２リンクロボットに行わせるためのフィードフォワードのトルク入力を求める際に，その大きさに制約を持たせ，さらに角度振幅に制限を与えて求める方法を提案している．この結果，ねこひねりロボットが無理な姿勢をとることなく，猫ひねり運動を行うためのトルク入力を求めることができている．

セミアクティブサスペンションのゲインスケジュールド制御

西村秀和，佐野雅泰，尾家直樹

日本機械学会論文集，Ｃ編（日本機械学会） 67 （ 662 ） 3146- 3152 2001年10月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

吊り荷振れ角センサを用いないタワークレーンの制御（誤差学習による終端状態制御を用いた２自由度制御）

高木清志，西村秀和，内田優子

日本機械学会論文集，Ｃ編（日本機械学会） 67 （ 656 ） 999-1007 2001年04月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

車両運動シミュレーション用エンジンベンチのロバスト制御

君嶋和之，西村秀和

日本機械学会論文集，Ｃ編（日本機械学会） 67 （ 653 ） 94-101 2001年01月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

車両用エンジンの性能評価を行うため，駆動部の負荷変動を低慣性ダイナモで再現させるエンジンベンチの制御について論じている．エンジン爆発トルクを吸収するためにエンジンと低慣性ダイナモ間に挿入されたハイドロダンパのパラメータ変動を考慮して，μ解析を用いて制御系設計を施し，負荷トルクを再現するための制御系を構成している．速度変動を与える場合と無負荷運転の場合の制御実験を行い，提案する設計手法が，Ｈ∞制御系よりも優れたトルク変動抑制性能を有することを実証している．

車両運動シミュレーション用エンジンベンチのロバスト制御

君嶋和之，西村秀和

日本機械学会論文集，Ｃ編（日本機械学会） 67 （ 653 ） 94- 101 2001年

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

Motion Control of an Inverted Pendulum via Final-State Control

西村秀和

'JSME International Journal, Series C' （Japan Society of Mechanical Engineers） 43 （ 3 ） 625-631 2000年09月

研究論文（学術雑誌）, 単著, 査読有り

入力の飽和を考慮して所望の時間に指定された終端状態に持って行くための制御方法を提案している．双曲線正接関数を導入することで入力の飽和を与え，かつその時間微分を考慮することで始点と終点で入力をゼロとすることができることを示している．そして，倒立振子の振り上げ制御に提案手法を適用し，制御実験を行っている．学習によって得られたフィードフォワード入力は台車の稼働範囲内で数回台車を振幅させて振子を振り上げることができ，有効性が検証されている．

フィードフォワードのトルク入力による２リンク猫ひねりロボットの終端状態制御

翁志強，西村秀和

日本機械学会論文集，Ｃ編（日本機械学会） 66 （ 643 ） 857-863 2000年03月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

猫ひねり運動は一階の非ホロノミック拘束条件を有する問題で，従来角運動量保存則のみで考察されてきた．当該論文では猫ひねり運動を腰回り直交方向に２入力を有する２リンクロボットに行わせるためのフィードフォワードのトルク入力を求めている．モデリングに際してはラグランジュ-ダランベールの原理を用い，線形パラメータ変動系へ変形し，適切な初期入力を与え誤差学習による終端状態制御を施すことで，所望のトルク入力を求めている．

アクチュエータの制約を考慮に入れたアクティブ動吸振器による構造物の振動制御

西村秀和，尾家直樹，高木清志

日本機械学会論文集，Ｃ編（日本機械学会） 66 （ 641 ） 53-59 2000年01月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

アクティブ動吸振器を用いた構造系の制振では，制御系設計仕様よりも大きな外乱が入力された場合，吸振器質量変位が許容範囲を超えるため，制御機能の停止あるいは吸振器質量の原点復帰が必要とされるが，当該論文では，吸振器質量変位の制約を考慮した制御系設計を行う方法を提案している．非線形ばねにより吸振器質量の変位に制約を与えるとともに，ゲインスケジュールド制御を施すことで，吸振器質量変位限界でも適切な制御入力を発生し，優れた制振性能を発揮することをシミュレーションにより検証している．

タワークレーンの起伏・旋回方向の分散制御

高木清志，西村秀和

日本機械学会論文集，Ｃ編（日本機械学会） 65 （ 640 ） 4692-4699 1999年12月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

タワークレーンの制御問題について，起伏面内のみならず，旋回方向の運動について同時に制御するための設計手法として，起伏方向と旋回方向を分散型の制御系により制御することを提案している．すなわち，制御対象のモデルそのものには起伏方向と旋回方向の連成があるが，制御系設計時にはこれを独立しているものと仮定し，制御系設計を施している．分散制御によって制御系設計は容易となり，また，制御実験結果から分散制御されたタワークレーンは十分な整定性能を有することを明らかにしている．

Gain-scheduled Control of a Tower Crane Considering Varying Load-Rope Length

'Kiyoshi Takagi, Hidekazu Nishimura'

'JSME International Journal, Series C' （The Japan Society of Mechanical Engineers） 42 （ 4 ） 914- 921 1999年

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

タワークレーンの吊り荷ロープ長変動を考慮したゲインスケジュールド制御

高木清志，西村秀和

日本機械学会論文集，Ｃ編（日本機械学会） 64 （ 626 ） 3805-3812 1998年10月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

柔軟構造系上に搭載されたクレーンについて，吊り荷振れ，タワー部の振動，ブーム角度の位置決めの同時制御を行うための吊り荷ロープ長変動を考慮した制御系設計を提案している．吊り荷ロープ長変動に関するパラメータ変動系を導出することで，線形行列不等式に基づくゲインスケジュールド制御を施している．提案した設計手法により得られた制御器をリアルタイム離散化によりコンピュータに実装し，Ｈ∞固定制御器よりも優れた整定性能を示すことを実験により実証している．

Motion Control for Three-Link Brachiation Robot by Using Final-State Control with Error Learning

西村秀和

IEEE/ASME Transactions on Mechatronics （IEEE/ASME） 3 （ 2 ） 120-128 1998年06月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

雲梯動作の可能な３リンク２入力のブラキエーションロボットについて，その運動制御実験について論じている．第一関節は回転自由とし，第２，第３関節にはACサーボモータを配し，リンク終端には電磁石を有する機構としている．誤差学習を用いた終端状態制御を適用し，２つのモータへ与えるべきフィードフォワードのトルク入力を求め，制御実験を行った結果，所望の運動制御が行えることが実証されている．

タワークレーンの制御（ブーム起伏角方向に関する制御）

種村英朗，西村秀和，高木清志

日本機械学会論文集，Ｃ編（日本機械学会） 64 （ 619 ） 127-134 1998年03月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

高所作業を目的とした柔軟構造を有するタワー部に搭載されたクレーンの操縦には熟練を要し，特に吊り荷の地切り，着地時にはタワー部に大きな振動が生じる．本論文では，特別な制振装置を取り付けることなく，クレーンが本来有するモータのみでタワー部の振動のみならず，吊り荷振れ，ブーム位置決め制御を行うための制御系設計を起伏面内のみについて行っている．起伏面内に関するタワークレーンのモデルをラングランジュの方法により導出し，Ｈ∞制御を適用することにより，所望の制御性能が得られることをシミュレーションと実験により示している．

Active Vibration Isolation Control for a Multi-Degree-of-Freedom Structure with Uncertain Base Dynamics

西村秀和，小島章人

'JSME International Journal, Series C' （Japan Society of Mechanical Engineers） 41 （ 1 ） 37-45 1998年03月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

多自由度構造系に対するアクティブ免震装置の制御系設計方法について論じ，従来のスカイフック制御法ではすべての質点の絶対速度を抑えることを目的とするのに対して，制御対象の最下層部の絶対速度とその上の層との相対変位を抑えることが等価であることを示している．そして，これを評価することで，制御対象構造物の基礎部の動特性が存在する場合にも優れたロバスト性を有することを構造化特異値を指標として定量的に示し，また，制御実験により実証している．

センサレスアクティブ動吸振器による多自由度構造物のスライディングモード制御

大貫　修，野波健蔵，西村秀和，有我祐一

日本機械学会論文集，C編（日本機械学会） 63 （ 606 ） 328-334 1997年02月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

弾性アームの周波数成形型スライディングモード位置決め制御

北村康弘，岩渕一徳，野波健蔵，西村秀和，小林信之

日本機械学会論文集，C編（日本機械学会） 63 （ 606 ） 431-437 1997年02月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

ハーモニックドライブ機構を介してモータによりロボットアームを駆動する際にはハーモニックドライブの摩擦を無視することはできない．正確な弾性アームの位置決め制御を行うためには，何らかの形で摩擦の考慮が必要となる．そこで，本論文では，弾性アームの位置決め制御にスライディングモード制御を適用し，制御入力と非線形摩擦入力のマッチング条件を利用した摩擦補償を行い，実験によりその有効性を検証している．また，制御対象が弾性構造物であるため，超平面を周波数整形し，かつ，スライディングモード出力フィードバック制御系の設計手法を示し，その有効性を示している．

誤差学習による終端状態制御を用いたブラキエーションロボットの運動制御

西村秀和，高崎賢治，舟木厚司，戸谷隆美

日本機械学会論文集，C編（日本機械学会） 63 （ 605 ） 182-189 1997年01月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

根元関節が非駆動の２入力３リンクブラキエーションロボットは重力を利用して移動することのできるロボットであり，リンクの振幅に依存する非線形システムである．この論文では，その運動制御を実現するために，まず，非線形モデルを線形パラメータ変動系に変換し，誤差学習を取り入れた終端状態制御によりある初期状態から，終端状態へ移動するための制御入力を求める方法を示している．数値シミュレーションにより，その有効性を検証している．

μ設計理論で周波数成形されたスライディングモード制御による柔軟構造物のアクティブ制御

伊藤貴之，野波健蔵，岩本浩裕，西村秀和

日本機械学会論文集，C編（日本機械学会） 62 （ 602 ） 3850-3857 1996年10月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

スライディングモード制御に用いる超平面をμ設計理論により周波数整形することで，モデル化されない柔軟構造物の高次モードのスピルオーバを抑制しながら，振動制御を行う制御系設計手法を示している．そして，アクティブ動吸振器の制御系設計にこの手法を適用し，柔軟構造物の振動制御に対して本手法が有効であることをシミュレーションと実験により検証している．

Ｈ∞/μ Control Based Frequency-Shaped Sliding Mode Control for Flexible Structures

野波健蔵，西村秀和，田宏奇

'JSME International Journal, Ser. C' （Japan Society of Mechanical Engineers） 39 （ 3 ） 493-501 1996年09月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

弾性構造物の振動制御に適用する際には，モデル化されない高次モードのスピルオーバを抑制する必要がある．通常のスライディングモード制御では，制御入力の急激な変動があるため，スピルオーバを励起しやすいという問題があった．この論文ではスライディングモード制御を設計する際に設定する超平面をＨ∞／μ制御設計により周波数整形し，モデル化されない高次モードを励起しないスライディングモード制御を設計する手法を示している．

弾性倒立振子-台車系に対するH∞サーボ設計

西村秀和，大貫　修，野波健蔵，戸谷隆美

計測自動制御学会論文集（計測自動制御学会） 32 （ 7 ） 1035-1042 1996年

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

走行クレーンのロープ長変動に対するゲインスケジュール位置決め制御

西村秀和，種村英朗，野波健蔵

日本機械学会論文集，Ｃ編（日本機械学会） 62 （ 599 ） 2692-2697 1996年

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

アクティブ動吸振器による多自由度構造物の極配置領域指定H∞制御

西村秀和，野波健蔵，中田　修

日本機械学会論文集，Ｃ編（日本機械学会） 61 （ 584 ） 1351-1358 1995年

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

フィードフォワード入力を用いた終端状態制御のパラメータ変動に対するロバスト制御（走行振り子の位置決め制御による検証）

西村秀和，舟木厚司，戸谷隆美

日本機械学会論文集，Ｃ編（日本機械学会） 61 （ 587 ） 2938-2944 1995年

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

Robust Control of Magnetic Levitation Systems by Means of H∞ Control / μ Synthesis

'Kenzo Nonami, W. He, Hidekazu Nishimura'

'JSME International Journal, Ser. C' （The Japan Society of Mechanical Engineers） 37 （ 3 ） 513-520 1994年

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

Experimental Study for Active Control of Active Control of Structures by Means of H∞ Control and H２ Control

'W. Cui, Kenzo Nonami, Hidekazu Nishimura'

'JSME International Journal, Ser. C' （The Japan Society of Mechanical Engineers） 37 （ 3 ） 462-467 1994年

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

フレキシブルなガイドウエイとスライダを有する磁気浮上系のH∞ 制御

野波健蔵，賀衛東，西村秀和

日本機械学会論文集，Ｃ編（日本機械学会） 60 （ 572 ） 1308-1314 1994年

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

走行弾性振り子の終端状態制御

西村秀和，戸谷隆美，渡邊豊

日本機械学会論文集，Ｃ編（日本機械学会） 60 （ 571 ） 906-911 1994年

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

Final-State Control Using Compensation Input

Takayoshi Totani，Hidekazu Nishimura

計測自動制御学会論文集（計測自動制御学会） 30 （ 3 ） 253-260 1994年

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

Disturbance Cancellation Control for Vibration of Multi-Degree-of-Freedom Systems (Case of Using Active Vibration Absorber and Active Dynamic Vibration Absorber)

Kenzo Nonami，Hidekazu Nishimura，W. Cui

'JSME International Journal, III' （The Japan Society of Mechanical Engineers） 37 （ 1 ） 86-93 1994年

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

H∞制御による弾性倒立振り子の安定化制御

西村秀和，大貫　修，戸谷隆美，野波健蔵

日本機械学会論文集，Ｃ編（日本機械学会） 59 （ 565 ） 2701-2706 1993年

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

ハイブリッド動吸振器による多自由度構造物のH∞制御（ロバスト性，および制御特性の実験的考察）

西村秀和，野波健蔵，崔　衛民

日本機械学会論文集，Ｃ編（日本機械学会） 59 （ 559 ） 714-720 1993年

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

多自由度振動系の外乱相殺制御（固定面を利用する制振器およびアクティブ動吸振器を用いる場合）

野波健蔵，西村秀和，崔　衛民

日本機械学会論文集，Ｃ編（日本機械学会） 58 （ 545 ） 68-74 1992年01月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

アクティブ動吸振器を用いた多自由度構造物のH∞制御（周波数重み関数の設計指針について）

野波健蔵，西村秀和，崔　衛民

日本機械学会論文集，Ｃ編（日本機械学会） 58 （ 548 ） 1311-1317 1992年

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

H∞最適制御による多自由度構造物のアクティブ振動制御（H∞最適制御と周波数成形LQR制御の比較）

崔　衛民，野波健蔵，西村秀和

日本機械学会論文集，Ｃ編（日本機械学会） 58 （ 553 ） 2859-2865 1992年

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

Optimal Active Dynamic Vibration Absorber for Multi-Degree-of-Freedom Systems (Feedback and Feedforward Control Using a Kalman Filter)

'Hidekazu Nishimura, Kazuo Yoshida，Taro Shimogo'

'JSME International Journal, III（再録） ' （The Japan Society of Mechanical Engineers） 33 （ 4 ） 513-521 1990年

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

多自由度系に対する最適アクティブ動吸振器（カルマンフィルタを用いたフィ−ドフォワ−ド併合制御）

西村秀和，吉田和夫，下郷太郎

日本機械学会論文集，Ｃ編（日本機械学会） 55 （ 517 ） 2321-2329 1989年09月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

Optimal Dynamic Vibration Absorber for Multi-Degree-of-Freedom Systems (Theoretical Consideration in the Case of Random Input)

'Hidekazu Nishimura, Kazuo Yoshida，Taro Shimogo'

'JSME International Journal, III （再録） ' （The Japan Society of Mechanical Engineers） 32 （ 3 ） 373-379 1989年

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

多自由度系に対する最適アクティブ動吸振器（低次元化モデルを用いた制御および出力フィードバック制御）

西村秀和，吉田和夫，下郷太郎

日本機械学会論文集，Ｃ編（日本機械学会） 54 （ 508 ） 2948-2956 1988年

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

Optimal Control of Random Vibration by the Use of an Active Dynamic Vibration Absorber (Experimental Consideration on the Effect of the Control with Feedforward Link)

'Kazuo Yoshida, Taro Shimogo, Hidekazu Nishimura'

'JSME International Journal, III（再録） ' （The Japan Society of Mechanical Engineers） 31 （ 2 ） 387-394 1988年

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

多自由度系に対する最適動吸振器 (不規則入力を受ける場合の理論的考察)

西村秀和，吉田和夫，下郷太郎

日本機械学会論文集，Ｃ編（日本機械学会） 54 （ 501 ） 1066 -1072 1988年

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

アクティブ動吸振器による不規則振動の最適制御（制御特性およびロバスト性に関する理論的考察）

吉田和夫，下郷太郎，西村秀和

日本機械学会論文集，Ｃ編（日本機械学会） 54 （ 505 ） 2118-2124 1988年

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

アクティブ動吸振器による不規則振動の最適制御（フィードフォワード併合制御の効果に関する実験的考察）

吉田和夫，下郷太郎，西村秀和

日本機械学会論文集　Ｃ編（日本機械学会） 53 （ 495 ） 2310-2317 1987年

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

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西村 秀和

論文 - 西村 秀和

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