Nonlinear model predictive control that guarantees maximum computational complexity and solution accuracy

• Project/Area Number: 25K01255
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 21040:Control and system engineering-related
• Research Institution: Tokyo City University
• Principal Investigator: 野中 謙一郎 東京都市大学, 理工学部, 教授 (30298012)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 関口 和真 東京都市大学, 理工学部, 教授 (80593558) ; 藪井 将太 東京都市大学, 理工学部, 准教授 (90800756)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2029-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,850,000 (Direct Cost: ¥14,500,000、Indirect Cost: ¥4,350,000); Fiscal Year 2028: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2027: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2026: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000); Fiscal Year 2025: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
• Keywords: 非線形モデル予測制御 / 計算量保証 / ビークル / ドローン / ハードディスク

Outline of Research at the Start

モデル予測制御は，制約を伴う制御性能の調整が容易で非線形システムも扱えるなどの特長から，幅広い対象に適用されつつあります．一方で産業応用では，所与の制御周期内に一定の精度の解を求める必要がありますが，既存の非線形モデル予測制御は，動的に変化する制約条件や状態に依存して，制御周期毎に演算量と精度が変動してしまいます．本研究では，事前に定めた演算量を保ちながら，解の精度を推計するアルゴリズムを開発します．さらに，ビークルの自動運転，ドローンの誘導制御，ハードディスクヘッドの位置決め制御など様々な時間スケールの機械システムに適用し，非線形モデル予測制御の産業界への幅広い応用を可能にします．