Improvement of Computational Efficiency and Tuning Methods for Nonlinear RH Control

• Project/Area Number: 19560442
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Control engineering
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: OHTSUKA Toshiyuki Osaka University, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (40272174)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2008: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000); Fiscal Year 2007: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
• Keywords: 非線形システム / 最適制御 / 計算時間 / チューニング / 制御工学 / 非線形 / 実時間計算

Research Abstract

実時間で非線形最適制御問題を解いてフィードバック制御を行う非線形Receding Horizon制御(RH制御)に関して, 計算効率の向上, 体系的な調整手法, そして応用を進めた. まず, 最適性条件と離散近似の関係に注意した差分近似により計算量をほとんど増やさず精度を向上させた. また, 出力応答の望ましさと制御入力の大きさとの兼ね合いを一つのパラメータで調整する手法を検討し有効性を確認した. 応用に関しては, 自動車の衝突回避問題と鉄鋼の冷間圧延プロセスにおける板厚・張力制御を扱いシミュレーションによって有効性を確かめた

Research Products

• [Journal Article] Algebraic Structures in Nonlinear Systems over Rings Obtained by Immersion (2008)
  • Author(s): T. Ohtsuka
  • Journal Title: SIAM Journal on Control and Optimization Vol.47 Pages: 1961-1976
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Algebraic Structures in Nonlinear Systems over Rings Obtained by Immersion (2008)
  • Author(s): T. Ohtsuka
  • Journal Title: SIAM Journal on Control and Optimization 47 Pages: 1961-1976
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Commutativity of Immersion and Linearization (2007)
  • Author(s): T. Ohtsuka, and S. Streif
  • Journal Title: Proceedings of the 46th IEEE Conference on Decision and Control Pages: 5606-5611
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Online-Computation Approach to Optimal Control of Noise-Affected Nonlinear Systems with Continuous State and Control Spaces (2007)
  • Author(s): M. P. Deisenroth, F. Weissel, T. Ohtsuka, and U. D. Hanebeck
  • Journal Title: Proceedings of the European Control Conference Pages: 3664-3671
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Online-Computation Approach to Optimal Control of Noise-Affected Nonlinear Systems with Continuous State and Control Spaces (2007)
  • Author(s): Deisenroth, M. P., Weissel, F., Ohtsuka, T., and Hanebeck, U. D.
  • Journal Title: Proc. of the European Control Conference 2007 July 2007 Pages: 3664-3671
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Commutativity of Immersion and Linearization (2007)
  • Author(s): Ohtsuka, T., and Streif, S.
  • Journal Title: Proc. of the 46th IEEE Conf. on Decision and Control Dec.2007 Pages: 5606-5611
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 非線形Receding Horizon制御を用いた冷延タンデムミルの板厚制御 (2009)
  • Author(s): 大塚敏之
  • Organizer: 日本鉄鋼協会第157回春季講演大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2009-03-29
• [Presentation] C/GMRES法による非線形モデル予測制御のためのオフセット補償法 (2009)
  • Author(s): 青木純
  • Organizer: 第9回計測自動制御学会制御部門大会
  • Place of Presentation: 東広島
  • Year and Date: 2009-03-04
• [Presentation] オンライン計算によるモデルベースト制御 (2009)
  • Author(s): 大塚敏之
  • Organizer: 計測自動制御学会SICEセミナー「実践的な制御系設計-自動車制御技術の現在と未来-」
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2009-01-15
• [Presentation] C/GMRESアルゴリズムによる非線形モデル予測制御を用いた四輪車両の衝突回避 (2008)
  • Author(s): 朴達
  • Organizer: 第51回自動制御連合講演会
  • Place of Presentation: 米沢
  • Year and Date: 2008-11-23
• [Presentation] Continuation/GMRES法による非線形モデル予測制御におけるオフセット補償法 (2008)
  • Author(s): 青木純
  • Organizer: 第51回自動制御連合講演会
  • Place of Presentation: 米沢
  • Year and Date: 2008-11-23
• [Presentation] 変分法に基づく最適制御 : 基礎からモデル予測制御まで (2008)
  • Author(s): 大塚敏之
  • Organizer: 計測自動制御学会制御部門多様な非線形ダイナミクスを生かした次世代制御調査研究会非線形ダイナミクス制御ワークショップ2008
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2008-11-05
• [Presentation] 代数的勾配解を持つn次元非線形最適レギュレータ問題 (2008)
  • Author(s): 大塚敏之
  • Organizer: 第37回計測自動制御学会制御理論シンポジウム
  • Place of Presentation: 霧島
  • Year and Date: 2008-09-19
• [Presentation] Practical Issues in Nonlinear Model Predictive Control : Real-Time Optimization and Systematic Tuning (2008)
  • Author(s): T. Ohtsuka
  • Organizer: Invited Talk, International Workshop on Assessment and Future Directions of NMPC
  • Place of Presentation: Pavia, Italy
  • Year and Date: 2008-09-08
• [Presentation] 非線形Receding Horizon制御におけるチューニングしやすい評価関数の提案 (2008)
  • Author(s): 大塚敏之
  • Organizer: 日本鉄鋼協会第155回春季講演大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-03-27
• [Presentation] 非線形制御のための冷間圧延タンデムミルのモデル化について (2008)
  • Author(s): 藤本健治
  • Organizer: 日本鉄鋼協会第155回春季講演大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-03-27
• [Presentation] システムはめ込みに付随する代数多様体の安定化 (2008)
  • Author(s): 宮武直希
  • Organizer: 第8回計測自動制御学会制御部門大会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2008-03-07
• [Presentation] 高次の数値積分法を用いた非線形Receding Horizon制御 (2008)
  • Author(s): 的場俊亮
  • Organizer: 第8回計測自動制御学会制御部門大会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2008-03-07
• [Presentation] ハミルトン・ヤコビ方程式の解法への代数的アプローチ (2008)
  • Author(s): 大塚敏之
  • Organizer: 第8回計測自動制御学会制御部門大会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2008-03-07
• [Presentation] 大規模シミュレーションおよび複雑ネットワークにおける多分解能マルチスケールシステム (2008)
  • Author(s): 津村幸治
  • Organizer: 第8回計測自動制御学会制御部門大会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2008-03-05
• [Presentation] 非線形Receding Horizon制御における評価関数の設定法 (2007)
  • Author(s): 尾崎昂平
  • Organizer: 第50回自動制御連合講演会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2007-11-24
• [Presentation] 実時間最適化による機械システムの非線形モデル予測制御 (2007)
  • Author(s): 大塚敏之
  • Organizer: 日本ロボット学会ロボット工学セミナー第42回シンポジウム「スマート・モーション・コントロール」
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2007-10-22
• [Presentation] On Linearization before and after Immersion (2007)
  • Author(s): T. Ohtsuka, and S. Streif
  • Organizer: 第36回計測自動制御学会制御理論シンポジウム
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2007-09-05
• [Presentation] A Continuation/GMRES Method for Real-Time Algorithm of Constrained Nonlinear Model Predictive Control (2007)
  • Author(s): T. Ohtsuka
  • Organizer: The 6th International Congress on Industrial and Applied Mathematics
  • Place of Presentation: Zurich, Switzerland
  • Year and Date: 2007-07-20
• [Remarks]
  • URL: http://www-sc.sys.es.osaka-u.ac.jp/~ohtsuka/research_j.htm
• [Remarks]
  • URL: http://www-sc.sys.es.osaka-u.ac.jp/~ohtsuka/research_j.htm