内田 健康 (ウチダ ケンコウ)

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所属

理工学術院

職名

名誉教授

学歴 【 表示 / 非表示

  •  
    -
    1976年

    早稲田大学   理工学研究科   電気工学  

  •  
    -
    1971年

    早稲田大学   理工学部   電気工学科  

学位 【 表示 / 非表示

  • 早稲田大学   工学博士

  • Waseda University   Dr. of Engineering

  • 博士(工学)

所属学協会 【 表示 / 非表示

  •  
     
     

    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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研究分野 【 表示 / 非表示

  • 制御、システム工学

論文 【 表示 / 非表示

  • 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年11月

    DOI

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

    Yasuaki Wasa, Kenko Uchida

    IFAC-PapersOnLine   53 ( 2 ) 6678 - 6684  2020年

    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年

    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年07月

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    © 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

  • An improved interval fuzzy modeling method: Applications to the estimation of photovoltaic/wind/battery power in renewable energy systems

    Nguyen Gia Minh Thao, Kenko Uchida

    Energies   11 ( 3 )  2018年02月

     概要を見る

    © 2018 by the authors. This paper proposes an improved interval fuzzy modeling (imIFML) technique based on modified linear programming and actual boundary points of data. The imIFML technique comprises four design stages. The first stage is based on conventional interval fuzzy modeling (coIFML) with first-order model and linear programming. The second stage defines reference lower and upper bounds of data using MATLAB. The third stage initially adjusts scaling parameters in the modified linear programming. The last stage automatically fine-tunes parameters in the modified linear programming to realize the best possible model. Lower and upper bounds approximated by the imIFML technique are closely fitted to the reference lower and upper bounds, respectively. The proposed imIFML is thus significantly less conservative in cases of large variation in data, while robustness is inherited from the coIFML. Design flowcharts, equations, and sample MATLAB code are presented for reference in future experiments. Performance and efficacy of the introduced imIFML are evaluated to estimate solar photovoltaic, wind and battery power in a demonstrative renewable energy system under large data changes. The effectiveness of the proposed imIFML technique is also compared with the coIFML technique.

    DOI

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書籍等出版物 【 表示 / 非表示

  • 数理工学事典

    分担執筆

    朝倉書店  2011年 ISBN: 9784254280036

  • 状態推定の理論

    2004年06月

  • 鉄鋼便覧(第4版)

    日本鉄鋼協会編  2002年07月

  • 電気工学ハンドブック(第6版)

    電気学会  2001年02月

  • H∞制御の実プラントへの応用

    計測自動制御学会  1996年05月

産業財産権 【 表示 / 非表示

  • 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

    特許権

  • 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

    特許権

  • 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

    特許権

  • 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

    特許権

受賞 【 表示 / 非表示

  • 計測自動制御学会論文賞

    2010年  

  • 日本鉄鋼協会「計測・制御・システム技術賞」

    2009年03月  

  • 計測自動制御学会フェロー

    2008年  

  • IEEE Control Systems Society the 2007 Outstanding Chapter Award

    2007年12月  

  • Outstanding Service award(Automatica)

    2005年06月  

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共同研究・競争的資金等の研究課題 【 表示 / 非表示

  • ゆらぎを伴う分子アトラクターの解析と構成に関する生物制御理論の研究

    研究期間:

    2010年04月
    -
    2013年03月
     

     概要を見る

    数理モデルを用いて、内因的ノイズ(ゆらぎ)と生物リズムを維持する制御メカニズムの解明を目標に研究を行った。その結果、(1)振幅と周期のゆらぎを定量的に示す評価式を提案、(2)リズムを維持するパラメータの変動とゆらぎの関係および(3)フィードバック構造と関係の解明、さらに(4)ゆらぎがない場合において、環境の温度変化に対する補償性と同調性を同時に再現するモデルの特徴付けを行った

  • 環境共生型高精度エネルギー予測/高効率エネルギー利用技術

    ハイテク・リサーチ・センター整備事業

    研究期間:

    2003年
    -
    2007年
     

  • 電子制御トルクサーボ系のロバスト性向上に関する研究

    研究期間:

    2003年
    -
    2004年
     

  • 電子制御トルクサーボ系のロバスト性向上に関する研究

    研究期間:

    2003年
    -
    2004年
     

  • 人と環境に優しい次世代情報処理技術

    新技術開発研究(2003年〜2004年は産学連携、2005年からは社会連携に種別名称変更)

    研究期間:

    1999年
    -
    2003年
     

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特定課題研究 【 表示 / 非表示

  • 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年  

     概要を見る

     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年  

     概要を見る

     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年  

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     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年  

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    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年  

     概要を見る

     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。