2016 Fiscal Year Research-status Report
確率的モデル予測制御手法の構築とランダム量子化器への応用
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15K06139
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| Research Institution | Osaka Institute of Technology |
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Principal Investigator |
橋本 智昭 大阪工業大学, 工学部, 講師 (90515115)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 制御工学 / システム工学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
確率外乱を有しない通常システムに対する，モデル予測制御系の安定性解析に関して，既に十分な研究成果が挙げられている．これらの研究で用いられてきたモデル予測制御系の安定性解析手法に基づいて，確率的モデル予測制御系の安定性解析を行うことが本年度の研究課題であった．本研究で扱う制御対象は，確率外乱を有する確率システムであるため，通常のシステムの漸近安定性の概念ではなく，確率的漸近安定性の概念を導入した．確率システム及びその確率的漸近安定性の定式化後に，通常のモデル予測制御系の安定性解析手法を，確率システムに適用できるように改良し，確率的モデル予測制御系の確率的漸近安定条件を導出した．まず，評価関数を構成する終端コストとステージコストを状態変数の２次形式で記述し，その重み係数を自由度のある設計変数として残しておき，終端コスト関数をリアプノフ関数とみなして，リアプノフの安定定理に基づいて，安定条件を導出した．導出された安定条件は線形行列不等式で与えられているので，汎用的な凸最適化アルゴリズムを用いることで，容易に解くことができる．設計の自由度として残されていた評価関数の重み係数を適切に選び，線形行列不等式を解くことで，確率的モデル予測制御系の確率的漸近安定性を保証することを実現することができた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究計画通り順調に進行している．平成27年度では，外乱の確率分布が未知であるという前提のもと確率的制約条件を有するモデル予測制御系設計問題に対して，その解法を新たに考案した．平成28年度では，確率的モデル予測制御系の確率的漸近安定性を保証するための安定条件を導出した．ここまでの研究計画が予定より早く進行することができたので，研究計画を前倒して，ランダム量子化器を有するシステムの状態制約を考慮した最適化手法の研究課題に取り掛かり始めることができている状況である．
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| Strategy for Future Research Activity |
以下に示される残りの研究課題を順次遂行する予定である．
・ランダム量子化器を有するシステムの状態制約を考慮した最適化手法の確立．
・バイオ・メカトロシステムにおける確率共鳴現象への実応用．
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| Causes of Carryover |
年度末の出張予定が変更されたため繰越金が生じた．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成29年度の旅費で使用する計画である．
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