2019 Fiscal Year Research-status Report
Supervisory Control of Nondeterministic Discrete Event Systems Based on the Notion of Bisimilarity
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18K04201
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
高井 重昌 大阪大学, 工学研究科, 教授 (60243177)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 制御工学 / 離散事象システム / スーパバイザ制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，非決定性オートマトンでモデル化された離散事象システムとその制御仕様に対して，一般的なスーパバイザ制御理論を確立することを目的としている．そのような離散事象システムと制御仕様に対する一般的な制御問題として，制御されたシステムと制御仕様が双模倣となるようなスーパバイザを構成する双模倣制御問題がある．従来研究において，スーパバイザの候補となる非決定性オートマトンのクラスが明らかにされていたが，双模倣制御問題の解となるスーパバイザがそのクラスの中に存在するかをしらみつぶしに探索する必要があった．しかも，その探索のための計算量は，対象システムと制御仕様の状態数に関して，2重指数関数のオーダであり，実システムへの適用が難しいとされていた．
そこで，本研究では，双模倣制御問題の解となるスーパバイザが存在するための必要十分条件として，対象システムと制御仕様が満足すべき性質を初めて明らかにした．そして，その性質が満足されるか否かを，対象システムと制御仕様の状態数に関して指数関数のオーダで判定できることを示した．そして，双模倣制御問題の解となるスーパバイザのシステマティックな構成法を開発し，その構成法の計算量は対象システムと制御仕様の状態数に関して指数関数のオーダであることを明らかにした．つまり，本研究の成果により，スーパバイザをしらみつぶしに探索する従来方法と比べ，スーパバイザの存在性を判定し，スーパバイザを構成するための計算量が低減される．
さらに，ネットワーク化システムなどへの応用を目指し，決定性のオートマトンでモデル化される特別な場合の時間付き離散事象システムに対して，各ローカルスーパバイザが他のローカルスーパバイザの制御判断を考慮して自身の制御判断を下す分散スーパバイザ制御の枠組みを提案し，そのような分散スーパバイザが存在するための必要十分条件を明らかにした．
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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
当初の研究計画では，令和元年度までに，「双模倣制御に対するスーパバイザが存在するための必要十分条件の導出」，「双模倣制御に対するスーパバイザの一般的な構成法の確立」，「模倣制御に対する最大許容スーパバイザの構成法の確立」の三つの項目を目標としていた．
双模倣制御問題に関する最初の二つの項目は完全に解決され，その成果は，制御工学の分野でインパクトファクターが6.355と最も高いトップジャーナルであるAutomaticaにRegular Paperとして掲載された．
双模倣制御問題の解となるスーパバイザが存在しない場合には，双模倣等価性という要求を緩和し，制御されたシステムの振舞いが制御仕様に模倣されることのみを要求する模倣制御問題について考察することになる．三つめの項目は，この模倣制御問題に関するものであるが，若干の未完成な部分があるが，主要な問題点はすでに解決できている．
よって，研究はおおむね順調に進展しているといえる．
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| Strategy for Future Research Activity |
まずは，非決定性オートマトンによりモデル化された離散事象システムとその制御仕様に対して，制御されたシステムの振舞いが制御仕様に模倣されることを要求する模倣制御問題の解となる最大許容スーパバイザの構成法に関する研究を完結させる．
そして，得られた双模倣制御，模倣制御に関する成果を，事象の生起の部分観測の場合へ拡張し，さらに，ネットワーク化制御系への適用のため，複数のローカルスーパバイザによる分散制御へと拡張する．また，時間に関する仕様にも対処できるように，得られた成果をリアルタイムシステムのモデルである時間付き離散事象システムへと拡張する．
これらの制御問題に加え，制御系の信頼性を高めることを目的に，システム内での故障事象の生起などを検出するための診断システムに関する研究にも取り組む．
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| Causes of Carryover |
外国出張の際に利用した航空機の運賃が，当初想定していた金額よりも安価だったため，次年度使用額が生じた．そこで，次年度使用額を外国旅費の一部に充てる計画である．
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Research Products
(7 results)
