2017 Fiscal Year Annual Research Report
Establishment of stochastic model predictive control method and its application to random quantizers
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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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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 |
制御系設計において，システムの状態や入力に対する制約条件の導入がしばしば要求される．近年，モデル予測制御と呼ばれる最適フィードバック制御手法に関する研究分野では，確率的制約条件付きモデル予測制御系設計問題の研究が注目されている．その中でも，確率外乱を有する線形離散時間システムに対して，確率的状態制約を考慮したモデル予測制御系設計問題の研究が活発に行われている．当該研究プロジェクトの初年度では，確率外乱の確率分布が未知であるという課題に対して，確率的状態制約条件付きモデル予測制御問題の解法を構築している．
一方，デジタル信号を含む制御系の実装を考慮した場合，信号の量子化が必要になる．その際，量子化誤差が引き起こすシステムの性能劣化が懸念される．近年，人工的にランダムノイズを付加して量子化を行うことにより，量子化誤差の悪影響を低減させるランダムディザリングと呼ばれる手法が着目されている．ランダムディザリングに基づいた量子化制御系設計に関する研究において，これまでシステムの状態や入力に関する制約条件を考慮した制御系設計問題の解法は報告されていない．
上記研究背景をふまえて，本年度の研究課題では，システムの状態制約を考慮したランダムディザリングに基づいた量子化制御系設計法を考案することを目的とした．ランダムディザリング量子化器による量子化誤差を確率外乱として扱い，その確率外乱の確率分布を解析的に導出するのは困難であるため，初年度で構築した確率的状態制約付きモデル予測制御問題の解法を応用して，本年度の目標であった状態制約を考慮したランダムディザリング量子化制御系設計手法の構築を達成することができた．
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