2009 Fiscal Year Annual Research Report
GPUコンピューティングを用いた船舶のアドバンスト制御に関する研究
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21560829
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
水野 直樹 Nagoya Institute of Technology, 工学研究科, 教授 (30135404)
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| Keywords | 船舶工学 / 制御工学 / ハイパフォーマンスコンピューティング / アルゴリズム |
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| Research Abstract |
本研究では,これまでに行ってきた研究を基に,最短時間着桟操船制御をGPUコンピューティングを用いて実現するための計算モデュールを作成し,実時間で最適化計算を行うブロックや,非線形フィードバック構造を持ったニューラルネットワークを併用することを前提に,船体の非線形運動モデルを用いた並列シミュレーションベースト予測制御系のグラフィックハードウェアによる実現法(GPGPU)の実現を目指している.
具体的には,研究を
「最短時間着桟操船制御解の導出をGPUコンピューティング基づいて実施する計算モデュールの作成」「船体の非線形運動モデルを用いた並列シミュレーションベストコントロールシステムのグラフィックハードウェアによる実現」,
「グラフィックハードウェアによる並列計算の併用による制御系の高性能化」の3つの目標を設定して行う.
本年度は,これまで通常のCPUを用いて行っていた詳細な船舶の運動モデルに基づく非線形予測制御アルゴリズムをGPUコンピューティングに基づいて実施するルーチンの作成を行った.具体的には,
a)従来,通常のCPUを用いて逐次的に行っていた非線形船体運動モデルによる船体の運動予測計算をGPU(グラフィックプロセッサ)の多数の計算素子(コア)で同時に並列計算し,それらの結果を実時間で評価して最適な制御入力を決定する具体的アルゴリズムを構築しGPUボードを内蔵したコンピュータで評価した.
b)上記で開発した制御アルゴリズムの性能をシミュレーションで評価するとともに,GPUボード内臓ノートパソコンに実装し,実船実験を行い,現実的な環境下で制御性能が向上することを確認した.同時に,その問題点を洗い出し,次年度以降の研究で重点を置くべき項目を明確にした.
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