2022 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis and Synthesis of Discontinuous Dynamical Systems Based on Finite-Time Reachable Set
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19K04444
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| Research Institution | Meiji University |
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Principal Investigator |
市原 裕之 明治大学, 理工学部, 専任教授 (70312072)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
澤田 賢治 電気通信大学, i－パワードエネルギー・システム研究センター, 准教授 (80550946)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 最適化 / 可到達集合 / 不連続システム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，可到達集合に基づいて不連続入出力を有する制御システムの解析と設計を目的としている．2021年度までに時変な不確かさや外乱を考慮した誤差システムに関する可到達集合に基づいた自己駆動型モデル予測制御を検討してきた．2022年度に，再帰的な可解性を示すことができた．また，2021年度までにガウス回帰過程に基づいて非線形特性を考慮した線形システムに対する確率的可到達集合に基づいた確率的モデル予測制御問題について検討してきた．2022年度は，constraint tightening 法を導入して実システムが本来の制約条件を確率的に満たすことを保証することができるようになった．計算の過程で，機会制約を確定的な制約に変換し，さらに二次錐計画問題に帰着することで，モデル予測制御問題を数値的に効率よく解くことができるようになった．一方で，ネットワーク化制御によるボトムアップ的なアプローチとして，2021年度までに離散時間系の拡大プラントに対して静的なフィードバック制御則による事象駆動サーボ制御系を数値最適化問題で定式化していた．2022年度は，ゲインスケジューリング制御系を構成する見通しが立った．また，主双対勾配法に基づくモデル予測制御にも注力し，車両追従制御，自動運転におけるHuman in the loop制御への適用を考慮した．これにより，モデル予測制御を含めた安定性を可達集合に加えてハイブリットシステムのリアプノフ安定の観点から検討できるようにした．運転者に対する支援入力の判断を切換型のモデル予測制御で表し，運転者の操作に強制介入する場合と運転者の操作を優先する場合の方策を検討した．また，Adaptive Cruise Controlにおける危険走行状態の回避方法についても検討した．
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