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マルチエージェントシステムに対するスパース最適制御理論の数理的検討

Research Project

Project/Area Number 18J15068
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

池田 卓矢  京都大学, 情報学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2018-04-25 – 2020-03-31
Project Status Declined (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2019: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2018: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsマルチエージェントシステム / ノード選択問題 / 合意制御 / スパース最適制御 / スパースモデリング / 凸最適化
Outline of Annual Research Achievements

本年度は,系全体の可制御性および外部入力の印加時間に注目したノード選択問題について解析を行った.可制御性能の評価指標には,可制御性グラミアンのトレースを採用した.これは状態空間において状態を各方向へ遷移させるために必要となるエネルギーの平均値に関する定量的な指標であり,この値を大きくすることで省エネルギーな制御系設計が可能となる.また,入力の印加時間は入力のL0ノルムにより表現した.こうして定義される主問題は組合せ最適化問題の一種であり,一般に求解することは計算量的に難しい.そこで,主問題を凸緩和したある最適化問題を導入し,主問題との関係性について考察し,主問題と等価となるための十分条件を証明した.この等価性により,例えば Alternating Direction Method of Multipliers などの高速解法を適用することが可能である.以上の成果は,IEEE Conference on Decision and Control にて,国際会議論文として発表した.
また,スパースな分散制御器を生成する合意制御則への応用結果を,IEEE Transactions on Control of Network Systems にて発表した.さらに,線形システムに対するスパース最適制御解の特徴についても解析し,IEEE Transactions on Automatic Control や Automatica などの国際トップジャーナルにて発表した.

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2019 2018

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Maximum Hands-off Distributed Control for Consensus of Multi-Agent Systems with Sampled-data State Observation2019

    • Author(s)
      Ikeda Takuya、Nagahara Masaaki、Kashima Kenji
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Control of Network Systems

      Volume: 印刷中 Issue: 2 Pages: 852-862

    • DOI

      10.1109/tcns.2018.2880296

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] On Sparse Optimal Control for General Linear Systems2019

    • Author(s)
      Ikeda Takuya、Kashima Kenji
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Automatic Control

      Volume: 64 Issue: 5 Pages: 2077-2083

    • DOI

      10.1109/tac.2018.2863220

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Time-optimal hands-off control for linear time-invariant systems2019

    • Author(s)
      Ikeda Takuya、Nagahara Masaaki
    • Journal Title

      Automatica

      Volume: 99 Pages: 54-58

    • DOI

      10.1016/j.automatica.2018.10.004

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Sparsity-Constrained Controllability Maximization With Application to Time-Varying Control Node Selection2018

    • Author(s)
      Ikeda Takuya, Kashima Kenji
    • Journal Title

      IEEE Control Systems Letters

      Volume: 2 Issue: 3 Pages: 321-326

    • DOI

      10.1109/lcsys.2018.2833621

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Sparse optimal feedback control for continuous-time systems2019

    • Author(s)
      Ikeda Takuya, Kashima Kenji
    • Organizer
      European Control Conference
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Sparsity-constrained controllability maximization with application to time-varying control node selection2018

    • Author(s)
      Ikeda Takuya, Kashima Kenji
    • Organizer
      IEEE Conference on Decision and Control
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Path planning for linear systems based on sparsity-in-time2018

    • Author(s)
      Ikeda Takuya, Kashima Kenji
    • Organizer
      SICE Annual Conference
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

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Published: 2018-05-01   Modified: 2024-03-26  

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