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ノンパラメトリック区分的アフィンモデルを用いたデータ駆動制御法の確立

Research Project

Project/Area Number 15J05700
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Control engineering/System engineering
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

藤本 悠介  京都大学, 情報学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2017: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2016: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords制御工学 / 機械学習 / データ駆動制御 / ノンパラメトリック
Outline of Annual Research Achievements

本研究は,非常に多くのパラメータで記述される制御器をデータのみから適切に調整する手法を与えることを目的とした.ここで制御器,すなわち現在の状態から制御入力を決定する写像を表現する手段として,ノンパラメトリック区分的アフィン写像を用いることを検討した.このノンパラメトリック区分的アフィン写像は多数のデータ点とそれらの線形内挿により写像を表現するものであり,ポリゴンのように曲面を多数の平面で表現するものである.また,データからこの制御器を調整するのは,モデル化誤差の影響を最小限に抑えるためである.以上から,本研究は複雑なシステムに対しても柔軟に対応できる制御器設計方法を与えることを目指すものであり,産業応用上大きな意義を持つ.
以上の背景の下,平成29年度には大きく分けて二つの研究成果を挙げた.一つ目は,非線形写像をデータで表現する際に,そのデータの分布を調整するための距離関数を与えたことである.非線形性の弱い(すなわち線形写像で近似できる)方向と強い方向がある場合,非線形性の強い方向には密にデータを分布させるべきであるが,線形写像で近似できる方向には疎にデータ点を分布させた方がメモリの節約上望ましい.このデータ分布の基準となる距離関数を与えたことが,成果の一つである.二つ目の成果は,機械学習におけるカーネル法を応用する方法について検討したことである.カーネル法は多数のパラメータを調整する際に有用となる方法の一つであり,近年動的システムへの応用が盛んに議論されている.検討の結果,申請者はデータ駆動制御とカーネル法を結合する一つの方法を与えた.

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2018 2017 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results)

  • [Int'l Joint Research] Chinese University of Hong Kong(中国)

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      2017 Annual Research Report
  • [Journal Article] Input Design for Kernel-Based System Identification from the Viewpoint of Frequency Response2018

    • Author(s)
      Fujimoto Yusuke、Maruta Ichiro、Sugie Toshiharu
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Automatic Control

      Volume: 印刷中 Issue: 9 Pages: 3075-3082

    • DOI

      10.1109/tac.2018.2791464

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  • [Journal Article] Informative input design for Kernel-Based system identification2018

    • Author(s)
      Fujimoto Yusuke、Sugie Toshiharu
    • Journal Title

      Automatica

      Volume: 89 Pages: 37-43

    • DOI

      10.1016/j.automatica.2017.11.019

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  • [Journal Article] Informative Input Design for Bayesian Identification of LPV systems2018

    • Author(s)
      Fujimoto Yusuke, Kasai Wataru, Sugie Toshiharu
    • Journal Title

      SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration

      Volume: 11

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Optimal Distance Function for Locally Weighted Average Prediction of Just-in-Time Methods2017

    • Author(s)
      Fujimoto Yusuke、Maruta Ichiro、Sugie Toshiharu
    • Journal Title

      Asian Journal of Control

      Volume: 印刷中 Issue: 6 Pages: 2055-2064

    • DOI

      10.1002/asjc.1698

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Data-driven Control Using Non-parametric Representation2015

    • Author(s)
      藤本悠介,丸田一郎,杉江俊治
    • Journal Title

      Transactions of the Society of Instrument and Control Engineers

      Volume: 51 Issue: 12 Pages: 829-835

    • DOI

      10.9746/sicetr.51.829

    • NAID

      130005114043

    • ISSN
      0453-4654, 1883-8189
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    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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      河西航
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      中野雄一郎
    • Organizer
      第5回制御部門マルチシンポジウム
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      山西利和
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      第5回制御部門マルチシンポジウム
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      2017 Annual Research Report
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    • Author(s)
      Kasai Wataru (予定)
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      Yusuke Fujimoto
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      Yusuke Fujimoto
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      SICE Annual Conference 2017
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  • [Presentation] Extension of First-Order Stable Spline Kernel to Encode Relative Degree2017

    • Author(s)
      Yusuke Fujimoto
    • Organizer
      The 20th IFAC World Congress
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      藤本悠介
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    • Author(s)
      河西航
    • Organizer
      第61回システム制御情報学会研究発表講演会
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      Yusuke Fujimoto
    • Organizer
      IEEE Conference on Decision and Control 2016
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      Las Vegas, USA
    • Year and Date
      2016-12-12
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  • [Presentation] カーネル型システム同定のための入力設計に関する一考察2016

    • Author(s)
      藤本悠介
    • Organizer
      第59回自動制御連合講演会
    • Place of Presentation
      北九州
    • Year and Date
      2016-11-10
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  • [Presentation] ルベーグサンプル値データを用いたカーネル法に基づくシステム同定2016

    • Author(s)
      藤本悠介
    • Organizer
      第3回 制御部門マルチシンポジウム
    • Place of Presentation
      南山大学(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2016-03-07
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  • [Presentation] Just-in-Time 法におけるデータ間距離の最適な尺度に関する一考察2015

    • Author(s)
      藤本悠介
    • Organizer
      第57回 自動制御連合講演会
    • Place of Presentation
      神戸大学(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2015-11-14
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Synthesis of non-parametric type controllers based on I/O data from closed-loop experiment2015

    • Author(s)
      Yusuke Fujimoto
    • Organizer
      SICE Annual Conference 2015
    • Place of Presentation
      Hanzhou (China)
    • Year and Date
      2015-07-28
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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