2020 Fiscal Year Research-status Report
進化計算最適化法を用いた様々なシステムを対象とする手軽な分岐点導出法の提案と応用
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19K12138
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| Research Institution | Kagawa University |
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Principal Investigator |
松下 春奈 香川大学, 創造工学部, 准教授 (00604539)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 分岐点探索 / 粒子群最適化法(PSO) |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、進化計算最適化法による、手軽かつ高精度な分岐解析手法の提案を目的としている。これまでに提案した粒子群最適化(PSO)による分岐探索手法は、様々な分岐曲線が混在する領域の分岐点探索において、正しく分岐点を検出できない問題点があった。また、周期数が高い分岐点の場合、探索に時間がかかることもわかっていた。本年度は、主にこれら2点の問題点の調査、および、その解決法の提案を行った。
まず、正しく分岐点を検出できない状況を調査した。これは特性方程式の計算の関係で、目的の周期数と約数周期の分岐点が混在する領域においては、誤った探索結果となることを確認した。特に、誤探索される分岐の周期数と分岐の種類の関係の調査は非常に煩雑であったが、その特徴をまとめることができた。これを解決するために、ペナルティ係数を用いた新たな目的関数を提案し、目的の周期以外の分岐点が探索されることを避けることに成功した。これらの結果は国際会議で発表し、また、学術論文として執筆中である。
次に、探索時間の削減に関する研究を行った。既存の手法であるPSOだけでなく、差分進化（DE）をはじめとする他の進化計算最適化法を実装することで、分岐点探索に適している最適化手法の特徴を調査した。これにより、スタンダードなPSOではなく、より収束力が高い手法の方が適していることを見つけ出し、従来法からの大幅な計算量の削減に成功した。これらの結果は順次国際会議や学術論文として発表予定である。
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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
1年目で行う予定であった、局所分岐点探索、および、連続力学系への応用をクリアし、2年目で行う予定であった合成力学系への適用もすでに終えている。また、手法の着実な改善ができており、その結果の発表にも着手できている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の課題として、探索された分岐点の偏りの解消、分岐曲線の追跡、探索時間の短縮、最適化手法の改善などがある。これら一つ一つを並列的に解決していく予定である。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウィルスの影響により、出張が中止となったため、旅費が未使用となった為。
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