2013 Fiscal Year Research-status Report
不規則な遅れを伴う通信回線を介したバイラテラル制御による遠隔制御システムの開発
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25420184
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
澤田 祐一 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 准教授 (80273548)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 不規則遅れ時間 / 通信路 / 不規則雑音 / 拡張カルマンフィルタ / 状態推定 / 確率過程 / 確率的ロジスティック方程式 |
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| Research Abstract |
平成25年度には，通信路に発生する不規則伝送遅れの遅れ時間の時間変化を表す不規則過程の記述方法と不規則遅れ時間を伴う通信路を介した制御対象の状態推定法についての研究を実施した．通信路に関する不規則伝送遅れの確率分布は対数正規分布となることが知られているが，本年度は簡単化のため，不規則遅れ時間のモデルとして正規性白色雑音で近似した場合と，確率的ロジスティック方程式の解過程を用いた場合についてのみ考えた．
正規性白色雑音で不規則な伝送遅れを近似したケースにおいて，制御対象はマス―バネ―ダンパー系とし，その変位を不規則伝送遅れを伴う通信路を通して観測するシステムを考えた．通信路を通して伝送された観測データを用いて，対象となるシステムの状態を推定する拡張カルマンフィルタの設計し，その性能評価を行った．不規則な遅れ時間を伴う観測システムは，不規則な伝送遅れに起因する状態量依存の観測雑音を伴うシステムに書き換えることができるが，因果律が崩れないように制約を設けた．設計した拡張カルマンフィルタは，不規則な伝送遅れを伴う通信路の向こう側にあるシステムの状態を高精度で推定できることを数値実験で確認した．
次に，確率的ロジスティック方程式の解過程を用いた場合には，その解過程の確率分布がガンマ分布となることから，これを対数正規分布の近似分布と出来ることを利用し，これを不規則伝送遅れ過程ののモデルとして利用することを考えた．これと，対象となるシステムとを結合し拡大システムとして定式化した後，観測システムの不規則伝送遅れ項をテーラー展開により状態量依存の加法的雑音に変換した非線形システムを得た．これに対する拡張カルマンフィルタを設計し，性能評価を行った．確率的ロジスティック方程式の解過程を伝送遅れ時間のモデルに使用した場合，拡張カルマンフィルタはその平均的な遅れ時間を推定できることが明らかとなった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
不規則伝送遅れの信号モデル検討と構築に時間がかかり，状態推定器の設計が遅れてしまった．そのため，不規則遅れを伴う通信路を介したフィードバック制御の検討着手が遅れた．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成25年度の当初計画よりも制御系設計，評価に関して遅れが出ているため，これを平成26年度初旬の研究テーマとして割り当て，以後は順次計画に沿って研究を進めて行く．平成25年度予算に関しては，他の業務の関係で計画していた研究発表を行えなかった．これについても，平成26年度に回して実施する予定である．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
研究の遅れに伴い，予定していた論文投稿や，学会参加が遅れてしまい，それに伴う学会参加費，旅費および論文投稿に伴う諸経費などが未使用となった．
今年度は，論文投稿と学会参加費に充当しつつ，一部を実験装置の拡充費用にも充てる予定である．実験装置は，現在使用中の1リンク柔軟マニピュレータを2リンク仕様に改造する予定であり，そのための追加構造部分の機械部品，材料，電機部品の購入費用とする．
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