2014 Fiscal Year Research-status Report
実時間最適化制御システムのロバスト安定性解析・設計に対する包括的アプローチ
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25420440
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
和田 信敬 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50335709)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | フィードバック制御 / 実時間最適化 / ロバスト性解析 / ロバスト設計 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年，実時間での最適化演算を活用することにより，従来の線形時不変制御器では達成困難な性能を実現する様々な制御アルゴリズムが提案されている．これまでのところ，このクラスの制御器が用いられたシステムについては，実時間最適化演算が制御器内部で行われていることに起因する解析の見通しの悪さから，外乱や制御対象の不確かさに対してシステムのロバスト性を保証する制御器を設計することは一般に困難であった．本研究では，実時間最適化を活用する制御器に共通に現われる構造を抽出し，最適化演算が行われるモジュールの入出力特性を解析する．さらに，これらの結果に基づき，様々な実時間最適化制御器に適用可能な，包括的なロバスト制御器設計法を構築することを目的とする．
本年度は，１）実時間最適化制御システム解析・設計のための一般的枠組みの構築，２）モデル予測制御系のロバスト設計法の構築について取り組んだ．特に，１）に関連して，オンラインでの最適化変数にサーボ補償器の内部状態を加えることが可能であることを見出し，これに基づく新たなオンライン最適化型の制御手法を構築した．その成果の一部はMechanical Engineering Journal (2014)に採録済みである．また，この手法をモデル予測制御則に適用した結果がIEEE Transactions on Automatic Controlに採録決定されている．
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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
当初計画では，平成25年度中に，１）実時間最適化モジュールの入出力解析，平成26年度中に，２）実時間最適化制御システム設計・解析のための統一的枠組みの構築，３）モデル予測制御則のロバスト設計，４）制御分配器の設計，５）電気自動車の耐故障制御について取り組む予定としていた．これらの内，順番に若干の変更はあったものの，現時点で１），２），４）についてはほぼ完了しており，その成果のほとんどは，査読付き国際ジャーナルに掲載あるいは採録決定されている．そのため，上記のように自己評価を行った．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成27年度は，「現在までの達成度」に記載した項目の内，完了していない項目３），５）に取り組む予定である．また，２）の成果を拡張することで，モデル予測型サーボ制御器や非線形サーボ制御器を高性能化を達成することが可能であることも分かっており，これらは，学術上のみならず実用上も重要であることから，早急に成果をとりまとめ，国際ジャーナルを中心に成果発表を行っていく予定である．
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| Causes of Carryover |
当初予定では，平成25年度，26年度に実験装置を取得することを予定していた．しかしながら，この期間中に，理論的検討が想定以上に進展・発展したため，そのまとめと成果報告に時間を費やした．そのため，実験装置の取得が遅れ，次年度使用額が生じた．また，近年，国際ジャーナルへの投稿論文と国際会議への投稿論文は内容的に重複することが許されない状況となってきていることから，国際ジャーナルへの論文掲載を優先し，国際会議への参加を当初予定より減らしたため，参加費・旅費等について当初予定額と差が生じた．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成27年度前半の出来るだけ早い時期に実験装置を取得する予定である．また，本年度は運営委員として参加する予定となっている国際会議において成果報告を行う予定である．これらを通じて，平成27年度中に助成金を使用する予定である．
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