2022 Fiscal Year Research-status Report
並列フィードフォワードを併用するスマート制御システム構築に関する総合的研究
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21K04126
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
水本 郁朗 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (30239256)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 適応制御系 / 並列フィードフォワード補償器 / 概強正実性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，モデルベースドに設計される適応的制御系およびモデルフリーなデータ指向的制御系に関して，これまでの研究成果を拡張・融合する形で，必要なPFCの適応的かつ汎用型の設計法の構築を行うものであり，さらに，制御系全体のスマート化実現に向けた，制御系再設計手法の開発を行い，モデルベースド設計とデータに基づくモデルフリー設計を融合させたスマート制御システムの体系化を目指すものである．本年度は，1年目の研究で行った，概強正実正に基づく適応制御システムに関するこれまでの研究成果を拡張する形で体系化の基礎となる基本的設計法の基礎的かつ理論的な研究を基に，PFCを有する種々の制御系設計法の検討を行った．
具体的には，以下の理論的な検討を中心に概強正実正に基づくスマート適応制御システムの体系化を図った．
（1）１年目で検討した適応型PFCを有する種々の制御系設計法の検討を行う．適応出力フィードバック制御のみならず，予測制御，アンチワインドアップ制御等PFCを併用することで実現できる制御手法の再検討を行った．
（2）AI（深層学習や機械学習）およびカーネル法などを用いた操業データに基づく制御系設計法の開発を行い，モデルベースド設計とデータに基づくモデルフリー設計を融合させたスマート制御システムの体系化を図った．
主な研究成果は，英文学術誌1編，国際会議Proceedings3編にまとめられており，さらに国内会議2件で発表している．
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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
本年度の研究目的は，前年度行った最終的な研究目的を達成するための理論的検討に基づき．PFCを有する種々の制御系設計法の検討を行うことであった．具体的には，(1) 適応出力フィードバック制御のみならず，予測制御，アンチワインドアップ制御等PFCを併用することで実現できる制御手法の再検討，(2) AI（深層学習や機械学習）およびカーネル法などを用いた操業データに基づく制御系設計法の開発を行うことであった．
これらの本年度の研究目的に対し，研究実績の概要で示したように，計画通りの理論の拡張・検討を行い，次年度以降の研究進展のための新しい知見が得られたと考える．
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| Strategy for Future Research Activity |
令和４年度までの研究では，概強正実正に基づく適応制御システムの体系化の基礎となる基本的設計法の基礎的かつ理論的な検討およびその結果を拡張する形で，スマート適応制御システムの体系化の検討を行った．
特に，PFCを有する種々の制御系設計法の再検討を行い，以下の点に重点を置き検討した．
（１）１年目で検討した適応型PFCを有する種々の制御系設計法の検討を行う．適応出力フィードバック制御のみならず，予測制御，アンチワインドアップ制御等PFCを併用することで実現できる制御手法の再検討を行った．
（２）AI（深層学習や機械学習）およびカーネル法などを用いた操業データに基づく制御系設計法の開発を行い，モデルベースド設計とデータに基づくモデルフリー設計を融合させたスマート制御システムの体系化を図った．
本年度は，最終年度であることから，これまで検討してきた手法まとめる形で，スマート適応制御システムの体系化を図り，さらには本研究で構築するスマート制御システム設計法手法の有効性および実用性を実験室レベルの実験装置により検証する．
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| Causes of Carryover |
当該研究に関する海外成果発表・資料収集旅費等として40万円を計上していたが，コロナの影響で旅費を予定通り使用できなかった．
次年度使用分は引き続き成果発表・資料収集旅費として使用する予定である．
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