Studies on Data-Driven Control Theory with Model Awareness: Deepening, Realization and Expansion

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16H04384
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Control engineering/System engineering
• Research Institution: The University of Electro-Communications
• Principal Investigator: Kaneko Osamu 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (00314394)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 脇谷 伸 広島大学, 工学研究科, 講師 (00728818) ; 山本 透 広島大学, 工学研究科, 教授 (10200825) ; 増田 士朗 首都大学東京, システムデザイン研究科, 教授 (60219334) ; 山本 豪志朗 京都大学, 医学研究科, 特定講師 (70571446)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: データ駆動制御 / データ予測制御 / FRIT / ERIT / VIMT / モデリング / データベース駆動制御 / 同時獲得

Outline of Final Research Achievements

We study a data-driven control, which is design or tuning method based on the direct usage of the data. Here we focus on model-aware data-driven control from the theoretical and practical points of view. We provide new data-driven control methods, such as Estimated Reference Iterative Tuning(ERIT) and Virtual Internal Model Tuning(VIMT). In the derivation process of these methods, we also propose data-driven prediction which enables us to predict the response before the implementation of the controller by using available information except the model.　We also provide data-driven reference governor, which is a new approach to realize a desired property with only applying a shaped exogenous signal. We also provide new effective results on data-base driven control systems, regulation control for disturbance attenuation, extension to some classes of non-linear systems from practical or theoretical points of view. Some results have been validated by using actual experimental examples.

Free Research Field

制御

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

操業データ・運転データを直接用いて制御系を設計する，または，調整・更新するという手法は，モデルを用いることのできない場合の有用な活路となる手法である．本研究では，そのようなデータ駆動制御の理論的解析を行い，新しい設計法・計算法を新たに提供した．このようにデータ駆動制御の新しい理論や方法論を構築したという点で学術的意義がある．さらに生産現場におけるコストダウンにも貢献が期待でき，身の回りの制御が使われている製品のメンテンナンスの簡便化にもつながる有益な成果であるという点で社会的意義がある．またモデルも得られる制御器更新法の拡充によりメンテナンスしながら状態監視も行えるという実用的利点もある．