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2015 Fiscal Year Annual Research Report

省エネルギーのためのスパース最適制御理論の構築

Research Project

Project/Area Number 15H02668
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

永原 正章  京都大学, 情報学研究科, 講師 (90362582)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2019-03-31
Keywordsスパース最適制御 / スパースモデリング / 省エネルギー
Outline of Annual Research Achievements

省エネルギーのためのスパース最適制御理論の構築に対する研究に関して,スパース最適制御とL1最適制御の等価性を証明し,その有効性を示した論文を学術論文誌IEEE Transactions on Automatic Controlに発表し,また関連して,スパース最適制御の値関数の連続性を証明した論文を学術論文誌Automaticaに発表した.その他,スパース最適化を拡張した絶対値和最適化を提案し,離散信号復元問題を解く効率的な方法を開発(IEEE Signal Processing Lettersで発表),繰り返し制御系への応用(Automaticaで発表),次世代無線通信システムにおける中継システムの省エネルギー化(SICE Journal of Control, Measurement, and System Integrationで発表)など,学術論文5件,査読付き国際会議論文6件,招待講演5件の成果を得た.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

当初の計画であった「非線形系へのスパース最適制御の拡張」に関しては,最小原理に基づいた解析によりスパース最適制御とL1最適制御との関係について理論的に証明し,さらにモデル予測制御への拡張を提案できた.また,もう一つの計画である「スパース最適制御のための高速アルゴリズムの開発」に関しては,ADMM (Alternating Direction Method of Multipliers9 の手法を応用した高速計算法を提案し,その有効性を検証した.

さらに計画より進んで,スパース性の概念を拡張した絶対値和最適化を提案し,離散信号復元問題の効率的な解法を提案した.

以上の成果より,本研究は当初の計画以上に進展しているといえる.

Strategy for Future Research Activity

前年度で得られた絶対値和最適化を制御問題に応用し,離散値制御の計算の効率化をはかるとともに,その理論的な性質(最適解の存在性や一意性,モデル予測制御に拡張した時の安定性など)について深く調べる.

  • Research Products

    (23 results)

All 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (5 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 5 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 6 results) Book (1 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Paderborn(Germany)

    • Country Name
      Germany
    • Counterpart Institution
      University of Paderborn
  • [Int'l Joint Research] Aalborg University(Denmark)

    • Country Name
      Denmark
    • Counterpart Institution
      Aalborg University
  • [Int'l Joint Research] Indian Institute of Technology Bombay(India)

    • Country Name
      India
    • Counterpart Institution
      Indian Institute of Technology Bombay
  • [Int'l Joint Research] Melbourne University(Australia)

    • Country Name
      Australia
    • Counterpart Institution
      Melbourne University
  • [Int'l Joint Research] University of Pennsylvania(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      University of Pennsylvania
  • [Journal Article] Digital repetitive controller design via sampled-data delayed signal reconstruction2016

    • Author(s)
      M. Nagahara and Y. Yamamoto
    • Journal Title

      Automatica

      Volume: 65 Pages: 203-209

    • DOI

      10.1016/j.automatica.2015.11.029

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Value function in maximum hands-off control for linear systems2016

    • Author(s)
      T. Ikeda and M. Nagahara
    • Journal Title

      Automatica

      Volume: 64 Pages: 190-195

    • DOI

      10.1016/j.automatica.2015.10.043

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Maximum hands-off control: a paradigm of control effort minimization2015

    • Author(s)
      M. Nagahara, D. E. Quevedo, and D. Nesic
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Automatic Control

      Volume: 61 Pages: 735-747

    • DOI

      10.1109/TAC.2015.2452831

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Digital cancelation of self-interference for single-frequency full-duplex relay stations via sampled-data control2015

    • Author(s)
      H. Sasahara, M. Nagahara, K. Hayashi, and Y. Yamamoto
    • Journal Title

      SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration

      Volume: 8 Pages: 321-327

    • DOI

      10.9746/jcmsi.8.321

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Discrete signal reconstruction by sum of absolute values2015

    • Author(s)
      M. Nagahara
    • Journal Title

      IEEE Signal Processing Letters

      Volume: 22 Pages: 1575-1579

    • DOI

      10.1109/LSP.2015.2414932

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] ネットワーク上の制御と信号処理2016

    • Author(s)
      永原
    • Organizer
      第3回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム
    • Place of Presentation
      南山大学(愛知県・名古屋市)
    • Year and Date
      2016-03-10
    • Invited
  • [Presentation] マルチエージェントシステムの制御2016

    • Author(s)
      永原
    • Organizer
      2016年1月電子情報通信学会信号処理研究会
    • Place of Presentation
      関西学院大学大阪梅田キャンパス(大阪府・大阪市)
    • Year and Date
      2016-01-18
    • Invited
  • [Presentation] 合意制御と分散最適化2016

    • Author(s)
      永原
    • Organizer
      2016年1月電子情報通信学会信号処理研究会
    • Place of Presentation
      関西学院大学大阪梅田キャンパス(大阪府・大阪市)
    • Year and Date
      2016-01-18
    • Invited
  • [Presentation] Sampled-data H-infinity optimization for self-interference suppression in baseband signal subspaces2015

    • Author(s)
      H. Sasahara, M. Nagahara, K. Hayashi, and Y. Yamamoto
    • Organizer
      54th IEEE Conference on Decision and Control (CDC2015)
    • Place of Presentation
      大阪国際会議場(大阪府・大阪市)
    • Year and Date
      2015-12-18
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Time-domain equalization for single-frequency full-duplex wireless relay using H2 optimal control2015

    • Author(s)
      H. Sasahara, M. Nagahara, K. Hayashi, and Y. Yamamoto
    • Organizer
      7th ISCIE International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Applications (SSS'15)
    • Place of Presentation
      Hawaii, USA
    • Year and Date
      2015-12-05
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Discrete model predictive control by sum-of-absolute-values optimization2015

    • Author(s)
      T. Ikeda and M. Nagahara
    • Organizer
      7th ISCIE International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Applications (SSS'15)
    • Place of Presentation
      Hawaii, USA
    • Year and Date
      2015-12-05
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ネットワーク上の制御と信号処理2015

    • Author(s)
      永原
    • Organizer
      第58回自動制御連合講演会
    • Place of Presentation
      神戸大学(兵庫県・神戸市)
    • Year and Date
      2015-11-14
    • Invited
  • [Presentation] L1-optimal disturbance rejection for disease spread over time-varying networks2015

    • Author(s)
      M. Ogura, M. Nagahara, and V. M. Preciado
    • Organizer
      The First International Symposium on Swarm Behavior and Bio-Inspired Robotics (SWARM2015)
    • Place of Presentation
      京都大学(京都府・京都市)
    • Year and Date
      2015-10-28 – 2015-10-30
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 役に立つ「マルチエージェントシステムの制御」2015

    • Author(s)
      永原
    • Organizer
      SICEネットワーク上の制御と信号処理調査研究会
    • Place of Presentation
      京都大学(京都府・京都市)
    • Year and Date
      2015-09-29
    • Invited
  • [Presentation] マルチエージェントシステムの制御(1)総論と制御工学の基礎2015

    • Author(s)
      永原
    • Organizer
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • Place of Presentation
      東北大学(宮城県・仙台市)
    • Year and Date
      2015-09-09
    • Invited
  • [Presentation] Loop-Back Interference Suppression for OFDM Signals via Sampled-Data Control2015

    • Author(s)
      H. Sasahara, M. Nagahara, K. Hayashi, and Y. Yamamoto
    • Organizer
      10th Asian Control Conference (ASCC)
    • Place of Presentation
      Kota Kinabalu, Malaysia
    • Year and Date
      2015-05-31 – 2015-06-03
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Continuity of the Value Function in Sparse Optimal Control2015

    • Author(s)
      T. Ikeda and M. Nagahara
    • Organizer
      10th Asian Control Conference (ASCC)
    • Place of Presentation
      Kota Kinabalu, Malaysia
    • Year and Date
      2015-05-31 – 2015-06-03
    • Int'l Joint Research
  • [Book] マルチエージェントシステムの制御2015

    • Author(s)
      東,永原,石井,林,桜間,畑中
    • Total Pages
      218
    • Publisher
      コロナ社

URL: 

Published: 2017-01-06   Modified: 2022-08-22  

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