2003 Fiscal Year Annual Research Report

論理制約と状態切替を伴う動的システムに対するロバストモデル予測制御の研究

Research Project

Project/Area Number	15560373
Research Institution	University of Tsukuba
Principal Investigator	河辺徹筑波大学, 電子・情報工学系, 助教授 (40224844)
Keywords	区分線形系 / Mixed Logical Dynamicalシステム / 相補性条件 / Explicitモデル予測制御法 / Minimaxロバスト設計
Research Abstract	論理制約とともに状態の不連続な変化やジャンプ現象といった切替による制約の2つの制約を伴うシステムに対し,状態の切替制約に対しては,区分アフィン系としての表現方法を用い,論理制約に対しては,Mixed Logical Dynamical(MLD)システムによる表現方法を用いるモデリング方法の可能性と妥当性を検討し,切替則を伴う線形システムの場合,妥当なシステムモデルとして表現可能であることを導いた.また,対象システムの安定性や制御性能の補償のための制御系設計アルゴリズムに関しては,Minimax最適化手法を用いたロバストExplicitモデル予測制御法の開発を行った.これは,離散時間モデルに対し新たな基底ベクトルを導入し適切な変換を行うことで,minimax最適化問題を行列不等式による単純な最小化問題に変換して効率よく解くものである.また,従来提案されているminimax型モデル予測制御に比べ,ロバスト性能並びにロバスト安定性の保守性を減らすことが可能なものである.この方法では,設計の際,最適化問題を解かなければならないが,高次元の多峰性関数の最小化問題になるため,効率的な最適化ツールとしてカオスノイズを伴うニューラルネットワークや適応符号化手法を用いた遺伝的アルゴリズムなどの新しいヒューリスティクス手法の開発とその性能解析も合わせて行い,これらがいずれも十分利用可能であることがわかった. さらに,このロバストminimaxモデル予測制御法を構造が簡単なためにプロセス制御などの現場で広く普及しているPID型3項制御器への応用を検討し,特にむだ時間を伴うシステムへの対応を試み,むだ時間要素に対し近似を用いず正確にロバスト安定性やロバスト性能を評価する規範を導出した.

Research Products

(5 results)

All Other

All Publications (5 results)

[Publications] T.Kawabe: "A new minimax approach to robust finite receding horizon control of constrained systems with structured uncertainties"Proceedings of Multi-Conference on Computational Engineering in systems Application (CESA2003). ISBN:2-951 2309-5-8. SI-R-00-0033 (2003)
[Publications] T.Kawabe, T.Tagami: "A Partial Model Matching Design of Robust 2DOF PID Controller for Time-delay Systems"Proceedings of IASTED International Conference on Modelling, Identification, and Control (MIC2004). 32-37 (2004)
[Publications] T.Tagami, T.Kawabe.K.Ikeda: "Multi-objective Design Scheme for Robust I-PD Controller"Proceedings of IASTED International Conference on Modelling, Identification, and Control (MIC2004). 128-131 (2004)
[Publications] Y.Uwate, Y.Nishio, T.Ueta, T.Kawabe, T.Ikeguchi: "Performance of Chaos and Burst Noises Injected to the Hopfield NN for Quadratic Assignment Problems"IEICE Trans. Fundamentals. (2004)
[Publications] T.Ueta, T.Kawabe, H.Kawakami, G.Chen: "Calculation and control of unstable periodic orbits in piecewise-smoothdynamical systems"Lecture Notes in Control and Information Sciences, Springer-Verlag. 292. 321-340 (2003)

2003 Fiscal Year Annual Research Report

論理制約と状態切替を伴う動的システムに対するロバストモデル予測制御の研究

Principal Investigator

河辺 徹 筑波大学, 電子・情報工学系, 助教授 (40224844)

Research Products

[Publications] T.Kawabe: "A new minimax approach to robust finite receding horizon control of constrained systems with structured uncertainties"Proceedings of Multi-Conference on Computational Engineering in systems Application (CESA2003). ISBN:2-951 2309-5-8. SI-R-00-0033 (2003)

[Publications] T.Kawabe, T.Tagami: "A Partial Model Matching Design of Robust 2DOF PID Controller for Time-delay Systems"Proceedings of IASTED International Conference on Modelling, Identification, and Control (MIC2004). 32-37 (2004)

[Publications] T.Tagami, T.Kawabe.K.Ikeda: "Multi-objective Design Scheme for Robust I-PD Controller"Proceedings of IASTED International Conference on Modelling, Identification, and Control (MIC2004). 128-131 (2004)

[Publications] Y.Uwate, Y.Nishio, T.Ueta, T.Kawabe, T.Ikeguchi: "Performance of Chaos and Burst Noises Injected to the Hopfield NN for Quadratic Assignment Problems"IEICE Trans. Fundamentals. (2004)

[Publications] T.Ueta, T.Kawabe, H.Kawakami, G.Chen: "Calculation and control of unstable periodic orbits in piecewise-smoothdynamical systems"Lecture Notes in Control and Information Sciences, Springer-Verlag. 292. 321-340 (2003)

河辺徹筑波大学, 電子・情報工学系, 助教授 (40224844)