Updated on 2025/04/03

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UCHIDA, Kenko
 
Affiliation
Faculty of Science and Engineering
Job title
Professor Emeritus
Degree
Dr. of Engineering ( Waseda University )
博士(工学)

Education Background

  •  
    -
    1976

    Waseda University   Graduate School, Division of Science and Engineering  

  •  
    -
    1971

    Waseda University   Faculty of Science and Engineering  

Professional Memberships

  •  
     
     

    ロボット学会

  •  
     
     

    電気学会

  •  
     
     

    日本鉄鋼協会 学会部門

  •  
     
     

    IEEE

  •  
     
     

    システム制御情報学会

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Research Areas

  • Control and system engineering

Awards

  • 計測自動制御学会論文賞

    2010  

  • 日本鉄鋼協会「計測・制御・システム技術賞」

    2009.03  

  • SICE Fellow

    2008  

  • IEEE Control Systems Society the 2007 Outstanding Chapter Award

    2007.12  

  • Outstanding Service Award (Automatica)

    2005.06  

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Papers

  • Toward a Retail Market for Distribution Grids

    Rabab Haider, Stefanos Baros, Yasuaki Wasa, Jordan Romvary, Kenko Uchida, Anuradha M. Annaswamy

    IEEE Transactions on Smart Grid   11 ( 6 ) 4891 - 4905  2020.11

    DOI

  • Strategic Bidding of Private Information for Dynamic LQ Networks under Moral Hazard

    Yasuaki Wasa, Kenko Uchida

    IFAC-PapersOnLine   53 ( 2 ) 6678 - 6684  2020

    DOI

  • Passivity-Based Analysis and Nudging Design for Dynamic Social Model with Bounded Rationality

    Shunya Yamashita, Takeshi Hatanaka, Yasuaki Wasa, Naoki Hayashi, Kenji Hirata, Kenko Uchida

    IFAC-PapersOnLine   53 ( 5 ) 338 - 343  2020

    DOI

  • An Automatic-Tuning Scheme Based on Fuzzy Logic for Active Power Filter in Wind Farms

    Nguyen Gia Minh Thao, Kenko Uchida, Kentaro Kofuji, Toru Jintsugawa, Chikashi Nakazawa

    IEEE Transactions on Control Systems Technology   27 ( 4 ) 1694 - 1702  2019.07

     View Summary

    © 1993-2012 IEEE. This brief proposes a novel scheme based on fuzzy logic for automatically and appropriately adjusting the main control coefficient of a shunt active power filter (SAPF), which is used to efficiently regulate the voltage and current harmonic distortions in the grid with a large offshore wind farm connected. With the scheme, the SAPF can be operated in two different control modes based on the voltage detection method. In the first mode, the SAPF has an objective to control the total harmonic distortion (THD) of grid voltage at the point of common coupling (PCC). In the second mode, the SAPF can reduce the THD of both grid voltage and current at the PCC. In addition, a unique setting module is designed to suitably choose the output scaling factor of the proposed fuzzy logic controller in the scheme; this is to considerably enhance adaptability of the scheme. Limits for the actual current and the control coefficient of the SAPF are also utilized to ensure the safety in operation. Simulations demonstrate that the suggested scheme has good performance in automatically tuning the control coefficient of the SAPF to regulate the THD of grid voltage and current to acceptable values even under unexpected changes in configuration of the grid.

    DOI

  • Optimal Dynamic Incentive and Control Contract among Principal and Agents with Moral Hazard and Long-Term Average Reward

    Yasuaki Wasa, Kenko Uchida

    2019 12th Asian Control Conference, ASCC 2019     31 - 36  2019.06

     View Summary

    This paper addresses a novel incentive and control mechanism among a principal and multiple agents with long-term average reward in stochastically dynamical systems. In actual physical systems such as dynamic power systems, the principal called a system operator cannot directly operate the agents' control input in real time to guarantee the agents' voluntary decision makings. Meanwhile, the operations maximizing the agents' own profit is not always to achieve the social welfare maximization, which is the principal's objective. To avoid such moral hazard, adopting a contract theory approach, we first propose a dynamic incentive and control synthesis problem, where each agent and the principal maximize their own long-term average reward, respectively. We next derive an optimal contract condition and stability condition analytically. Finally, the performance of the proposed contract mechanism is numerically verified through simulations with a four area power network model.

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Books and Other Publications

  • 数理工学事典

    分担執筆

    朝倉書店  2011 ISBN: 9784254280036

  • 状態推定の理論

    2004.06

  • 鉄鋼便覧(第4版)

    日本鉄鋼協会編  2002.07

  • 電気工学ハンドブック(第6版)

    電気学会  2001.02

  • H∞制御の実プラントへの応用

    計測自動制御学会  1996.05

Research Projects

  • Dynamic game analysis for international environmental agreements

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research

    Project Year :

    2021.04
    -
    2025.03
     

  • Dynamic game analysis of international environmental agreements

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research

    Project Year :

    2021.04
    -
    2025.03
     

  • エネルギー需給システム構築のための経済モデルと物理モデルの融合に基づく設計理論及び実証・実装・提言

    科学技術振興機構  戦略的な研究開発の推進 戦略的創造研究推進事業 CREST

    Project Year :

    2016.04
    -
    2020.03
     

    内田 健康

     View Summary

    次世代のエネルギー需給システムのあるべき姿を明らかにし、その基礎となる理論を創出するとともに、経済実験による実証や社会実験による実装を踏まえた提言を行うことを目指す。そのために、(1)人間行動を考慮したエネルギー消費モデルの構築とその最適化、並びにADR促進策、(2)エネルギー経済モデルの構築と分析、(3)公共の利益を確保する動的統合メカニズムの設計理論、(4)再生可能エネルギーに対する経済及び物理の融合視点からの統合メカニズム及び制御方策という四つの研究を遂行する。

  • Studies on biological control theory for analysis and synthesis of molecule attractors fluctuated by intrinsic noise

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research

    Project Year :

    2010.04
    -
    2013.03
     

    UCHIDA Kenko

     View Summary

    By using mathematical models and investigating the control mechnism that generates biological rhythms against intrinsic noises, which is the objective of this study, we have the following results: (1) We proposed evaluation measures of amplitude and periodicity fluctuations of oscillatory attractors by intrinsic noise; we characterized (2) the parameter set and (3) the feedback structure that make the rhythm more robust against intrinsic noise ; (4) we built the mathematical model that presents simultaneously the temperature compensation and the temperature entrainment when intrinsic noise can be neglected

  • Studies on analysis and control of attractors for developing biological control theory

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research

    Project Year :

    2006
    -
    2008
     

    UCHIDA Kenko

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Misc

  • Economically enabled energy management: Interplay between control engineering and economics

    Takeshi Hatanaka, Yasuaki Wasa, Kenko Uchida

    Economically Enabled Energy Management: Interplay Between Control Engineering and Economics     1 - 341  2020.01

    Other  

     View Summary

    This book gathers contributions from a multidisciplinary research team comprised of control engineering and economics researchers and formed to address a central interdisciplinary social issue, namely economically enabled energy management. The book’s primary focus is on achieving optimal energy management that is viable from both an engineering and economic standpoint. In addition to the theoretical results and techniques presented, several chapters highlight experimental case studies, which will benefit academic researchers and practitioners alike. The first three chapters present comprehensive overviews of respective social contexts, underscore the pressing need for economically efficient energy management systems and academic work on this emerging research topic, and identify fundamental differences between approaches in control engineering and economics. In turn, the next three chapters (Chapters 4-6) provide economics-oriented approaches to the subject. The following five chapters (Chapters 7-11) address optimal energy market design, integrating both physical and economic models. The book’s last three chapters (Chapters 12-14) mainly focus on the engineering aspects of next-generation energy management, though economic factors are also shown to play important roles.

    DOI

  • Javaによる高炉シミュレータと可視化操業支援

    小川雅俊, 大貝晴俊, 古賀雅伸, 伊藤雅浩, 内田健康, 松崎眞六, 田島和典

    第48回自動制御連合講演会予稿集     669 - 672  2005

    DOI

  • Automated Driving via Visual Servoing

    KOMORI Teppei, FUJIWARA Yukihiro, FUJITA Masayuki, UCHIDA Kenko

      1999 ( 1 ) 47 - 52  1999.03

    CiNii

  • H∞制御理論とゲ-ム理論 (ロバスト制御--H∞制御を中心にして<特集>)

    内田 健康, 藤田 政之

    計測と制御   29 ( 2 ) p136 - 141  1990.02

    CiNii

  • むだ時間を含む系におけるロバスト安定性の解析

    児島 晃, 内田 健康, 示村 悦二郎

    計測自動制御学会論文集   26 ( 1 ) p31 - 38  1990.01

    CiNii

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Industrial Property Rights

  • 製造プロセスの操業状態の予測方法、装置、コンピュータプログラム、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体

    4691005

    内田 健康, 大貝 晴俊

    Patent

  • プロセスの操業状態の制御方法、装置、及びコンピュータプログラム

    4488964

    内田 健康, 大貝 晴俊, 森 憲一, 秋月 影雄

    Patent

  • プロセスの状態類似事例検索方法および状態予測方法並びに記録媒体

    4268500

    内田 健康, 犬島 浩, 松下 直樹

    Patent

  • プロセスの状態類似事例検索方法及び状態予測方法、並びにコンピュータ読み取り可能な

    4307129

    内田 健康, 秋月 影雄, 大舘 尚記

    Patent

 

Internal Special Research Projects

  • ゆらぎを伴う生物アトラクターの解析と構成に関する制御理論的研究

    2009  

     View Summary

     モデリングの方法に関して実施した研究の概要: 生物のみならず人工物におけるアトラクターの解析・制御の関する研究の調査、さらに生物におけるゆらぎの研究の調査から開始した。本研究では数理モデルに基づくアプローチを採用し、ゆらぎを伴うアトラクターのモデリングに関する研究の調査とモデリングに関するソフトウエアの調査をおこない、その結果に基づき確率モデルの構築に取り組んだ。特に生命現象の典型的な例である概日リズムというゆらぎを伴うアトラクターに焦点を絞った。本研究では概日リズムの制御メカニズムにおけるゆらぎの役割を定性的に理解するために、単純なモデルを用いた。  ゆらぎを伴うアトラクターの定量的評価の概要: 遺伝子レベルから細胞レベルに至る分子・細胞システムで実現されている機能に対するゆらぎの問題は避けて通れない。確率モデルの構築を検討しながらゆらぎを伴う概日リズムのアトラクターを定量的に評価する方法を検討した。確率モデルの構築とゆらぎを伴うアトラクターの解析を平行して行い、それぞれの検討結果を合わせた知見に基づいて相互に行き来しながら検討を進めた。解析においては、アトラクターの確率分布の数理解析と同時に、その確率分布から導かれる生物学的に意義のあるゆらぎの統計量・評価量とは何かを検討した。先行研究として平衡状態に関するゆらぎの解析と評価に関する結果が公表されているので、その調査結果を踏まえた検討をおこない、平衡状態からアトラクターという動的な定常状態に変更されたときに、制御メカニズムを解明するためには(例えば、概日リズムのゆらぎとロバスト性の関係を解明するためには)どのような評価が合理的であるのか、また、どのような評価が生物学的特徴を抽出できるのか、といった視点から解析と評価の問題を検討した。

  • 無限次元線形行列不等式に基づく制御系の解析設計法に関する研究

    1999  

     View Summary

     まず、モデリング手法およびモデリングの実例の調査、および関連の研究のサーベイをおこない、状態の一部分をパラメータにとることで線形形となる非線形系、むだ時間や空間パラメータを持つ分布定数形、不確かなパラメータを持つ系について検討した。 次に、パラメータを持つ線形系のモデリングをおこない制御問題を定式化した。具体的には、想定する3種類のパラメータを用いた線形系によるモデリングの有効性を詳細に調べ、モデルに基づいて構成される制御則によってどのような制御性能が保証できるのかを、パラメータの性質に基づいて理論的に、また計算機シミュレーションを用いて検討し、制御問題を定式化した。 定式化された制御問題において、無限次元線形行列不等式によって記述される条件の導出をおこないゲインスケジューリングにおける隠れループの問題の解法を提案した。最初に、定式化された制御問題に対する条件を、パラメータに依存する無限次元線形行列不等式の形式で導出した。ひきつづき、非線形系をパラメータを持つ線形系としてモデル化した場合に焦点を絞り、パラメータが状態に依存してしまう(すなわち隠れループが存在する)ことを事前に考慮するために、可到達領域の評価法を導入して、閉ループ形の特性のみならずパラメータの特性も含めた解析設計のための無限次元線形行列不等式条件を導出した。

  • ゲインスケジューリング理論に基づく非線形/適応制御系の設計法に関する研究

    1998  

     View Summary

     非線形制御問題の解法と設計アルゴリズムの確立を目指して、前年度に引き続き、安定性の問題、L〈SUB〉2〈/SUB〉ゲインを評価関数とする制御問題、ロバスト制御問題と検討を進めた。まず、モデルの特殊性を考慮した拡張2次形式リアプノフ関数の適用により、状態フィードバックの場合と出力フィードバックの場合それぞれに設計法を提案した。実システムのモデルへの適用とシュミレーションを通して、提案法の有効性を確認した。提案法で必要となる状態に依存する線形表列不等式の解法についても、スケジューリングパラメータに依存する線形行列不等式の解法を準用することによって、有限次元の線形行列不等式の解法に帰着させる方法を提案した。また、k次多項式型という特別な非線形系については、可到達集合解析という新しい解析手法を用いて、L〈SUB〉2〈/SUB〉ゲインの解析を、有限次元の線形行列不等式の解法に帰着させる方法を開発した。 本研究で展開した非線形制御問題へのアプローチは、状態あるいは状態の一部をスケジューリングパラメータとみなして線形系の手法を活用することにある。その場合、解決しなければならない問題は、不確かなパラメータが含まれる場合の問題、またスケジューリングパラメータの地域や変化率の範囲など事前に分かっていなければならない情報をどのようにして手に入れるかという問題である。本研究では、この問題のそれぞれについて、一つの解決策を与えることに成功した。パラメータ依存の線形行列不等式の解決については、一つの実行可能なアルゴリズムを提案したが、この問題についてはさらに効率的な方法を考える必要がある。また本研究の提案法はさらに広範囲の制御問題の解法に適用可能であり、これらの問題は今後の課題である。

  • ゲインスケジューリング理論に基づく非線形制御系の解析設計法に関する研究

    1997  

     View Summary

    非線形システムとして多項式形式のものを取り上げ、状態の一部をスケジューリングパラメータにとることにより、多項式型自己スケジューリングパラメータをもつ入力アフィン線形システムに対する制御問題を定式化した。本年度は、このように定式化された非制御問題に対して、安定性の解析、安定化制御問題、L2ゲイン解析、ロバスト制御問題を検討した。 対象となる非線形システムは自己スケジューリングパラメータをもつ線形システムとなるため、著者らによって近年開発されたスケジューリングパラメータをもつ線形システムの解析・設計手法を適用した。そのとき残された問題はスケジューリングパラメータが状態に依存するという困難をいかに解決するかということであった。本研究では、2次形式の行列が状態に依存する拡張2次形式リアプノフ関数を用いて、解析・設計の条件を線形行列不等式の形式で導出することによってこの問題の解決を計った。しかしこの線形行列不等式は状態に依存するため無限次元の条件である。そこで状態空間に凸領域を設定し、パラメータとしての状態が形成する超曲面をとり囲むことによって、その端点のみで条件を解くことによって有限次元の行列不等式に帰着させている。以上の手順をアルゴリズムとして整理し、ビジュアルサーボ問題、ゴム人工筋による追従問題、混合液攪拌プラントの制御問題などの実プラントの数値例においてその有効性を確認している。 上記のアルゴリズムは解析・設計において共通するものであるが、設計においては、線形の行列方程式を解くステップが追加される。この条件は局所的には自動的に成立する条件であり、特別な場合には解析的に解くことができる。しかし大域的な解を得るには数値計算に頼らざるを得ない。この条件を解く効率的な方法を開発することが今後の1つの課題である。研究成果の発表1997年4月 計測自動制御学会・渡辺亮、内田健康、藤田政之、示村悦二郎・『計測自動制御学会論文集』・「スケールドH∞ノルム条件に基づいた二次安定領域の評価」1997年5月 計測自動制御学会・佐々木清吾、内田健康・『計測自動制御学会論文集』・「拡張2次形式リアプノフ関数による非線形システムのL2ゲイン解析」1997年6月 『応用信号処理研究分科会第17回研究例会資料』・内田健康・「ゲインスケジューリング理論の動向」

  • 自己スケジューリングパラメータを持つアファイン系に基づく非線形制御系の解析設計理論

    1996  

     View Summary

     非線形制御系の設計手法という観点から体系化されつつある近年のゲインスケジューリング手法を眺めると、スケジューリングパラメータが状態に依存することを考慮していないため、得られる制御機能が保守的になるという問題があった。本研究では、スケジューリングパラメータが状態に依存することを可能な限り陽に考慮したゲインスケジューリング手法の開発と、その結果に基づく非線形制御系り解析設計理論の確立を目標とし、下記のような成果を得た。 非線形系を、情報をパラメータとして自己スケジューリングパラメータをもつアフィン系としてとらえ、パラメータを固定して線形系に対する安定条件あるいは有界L2ゲイン条件を考えると、それらの条件は、状態という連続値のパラメータに依存する無限次元の条件となる。本研究では、パラメータの値域に適当な凸多面体を導入し、その端点において条件を満足すれば元の無限次元の条件を保証する新しい解析・設計方法を開発した。その結果、十分条件となるため保守性の改良にはまだ検討の余地があるが、有限個の条件を用いて、無限個の条件により記述される安定性やL2ゲインの有界性を保証することが可能となった。保守性の改良のためには、凸多面体の構成法が重要であるが、本研究においては、この点についても既に有効なアルゴリズムの開発への手がかりを得ている。 最も単線な非線形系として双線形系がある。本研究では、双線形系に対しては、その特別な構造に着目した保守性の少ない解析・設計法を検討した。双線形系に対しても制御入力にかかる状態をスケジューリングパラメータと見なし、ロバスト制御手法を適用するというのが基本的な考え方である。ここでは、双線形系の特別な構造を利用して、パラメータの領域をより詳細に評価することにより保守性の少ない方法を導くことができた。