| Project/Area Number |
22K14281
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 21040:Control and system engineering-related
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| Research Institution | The University of Kitakyushu |
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Principal Investigator |
藤本 悠介 北九州市立大学, 国際環境工学部, 准教授 (60826204)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | データ駆動制御 / 反復学習制御 / 正則化 / フィードフォワード制御 / 学習制御 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は，観測データから適切な制御入力を学習する制御手法を確立することを目指す．具体的には，適当な入力で動作させたのち，得られた入出力データから新たな入力を生成するアルゴリズムを構築することを目指す．本研究の特徴は，1)制御対象に関する情報が不足している（差分方程式の次数が未知）でも適用でき，2)性能が改善されることが理論的に保証され，3)一度の更新で制御性能を大きく改善する手法を目指す点である．
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| Outline of Annual Research Achievements |
当該年度においては，研究目的に関連したいくつかの要素技術を個別に発表した．データ駆動制御には複数回の実験を行う反復手法と一回の実験のみから調整するOne-shot手法が存在するが，本研究では高速に学習が進行し，かつ収束の保証を持つ反復手法を主たる研究課題としている．ただ，高速に学習するという目的からOne-shot手法の研究も要素技術として重要な役割を果たす．こうした事情を踏まえ，当該年度はOne-shot手法に関する研究の発表をいくつか行った．特に重要な結果として，入力（例えばモータの場合は電圧など）の上下限が存在する状況下で最も早く目標値に収束する入力信号をOne-shotで学習する方法を提案した．この手法はone-shot手法であるが，ここで使われる考え方を反復手法へ転用することによって学習を高速化することが可能になると期待される．
それ以外にも，既存のone-shot手法が二つの系統に分類され，かつ第三の系統を考えることができることを示した国際会議報告や，主たる研究課題で利用する正則化法に関連したいくつかの国内会議報告などが当該年度の成果として挙げられる．特に前者は今後の広がりを示す興味深い結果であるため，もう少し具体的に説明する．これまでにone-shot手法は異なる導出の下で数多く提案されてきた．しかし，その本質は「理想的な制御器が満たす入出力信号を構成すること」であることが明らかになった．これは当たり前に聞こえる事実であるが，多くの示唆を含む結果である．実際，これまでと異なる目的を持ったデータ駆動制御を構成しようと思った場合，まずは「理想的な制御器が満たす入出力信号」について検討すれば良い．これを踏まえた新たなデータ駆動制御手法を現在国際会議に登校中である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初購入予定だった実験機が，円安・半導体不足などの影響を受けて購入が困難な値段になった．本来は２年目は実機実験などを進める予定であったが，これを踏まえて要素技術の検討に重点を移したため．
補足しておくと，それぞれの要素技術自体は研究課題に一定の役割を果たすものであり，研究の進展に有用である．ただ，当初は実機実験を進めることを計画としていたため，それを踏まえ「やや遅れている」と評するものである．
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度からの繰り越しがいくらかあるため，今年度分の予算と合算して購入できる実験機をまずは検討する．ただし，これについては論文発表に要するオープンアクセスフィーの確保，12月に予定される国際会議の（高騰傾向にある）旅費，ならびに継続している円安の影響による実験機自体の高騰を踏まえ，難しいと判断した場合は当初計画通り論文発表を重視する方針を維持する．現在，2024年度内で採択された論文が1件，投稿中の論文が1件，投稿中の国際会議が2件，投稿準備中の論文が1件である．今年度中に準備中のものを含めて2件の論文投稿を目指す．
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