| 研究課題/領域番号 |
03650516
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
資源開発工学
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
岡野 靖彦 東京大学, 工学部, 助教授 (30011092)
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| 研究分担者 |
岡屋 克則 東京大学, 工学部, 助手 (80134493)
野中 道郎 東京大学, 工学部, 助手 (70010981)
井上 外志雄 東京大学, 工学部, 教授 (80010742)
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| 研究期間 (年度) |
1991 – 1992
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| 研究課題ステータス |
完了 (1992年度)
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| 配分額 *注記 |
1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
1992年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1991年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
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| キーワード | 拡張カルマンフィルタ / 状態推定 / リカッチ方程式 / 最適サンプリング / Lorenz system / カオス / LQG制御 / H∞制御 / 誤差共分散行列 / strange attractor / 共役勾配法 / discrete vortex simulation / カルマンフィルタ / 非線形 |
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| 研究概要 |
非線形なシステムまたはプロセスの動的特性の取扱いは、微粉体工学のみならず工学の種々の分野で遭遇する困難な問題の一つである。この課題に対する拡張カルマンフィルタの有効性は従来より認められているところであるが、強い非線形性あるいは外乱の存在下では正確な状態推定結果をもたらすことがしばしば困難となる。本研究では、このような拡張カルマンフィルタの問題点を克服できる状態推定アルゴリズムを確立するとともに、カルマンフィルタに基づくLQG制御の適用の限界についても検討を行った。非線形システムの状態ならびにパラメタ推定を正確かつ速やかに行うためには、推定誤差共分散行列の収束速度を最大にすることが不可欠である。この収束速度は、システムパラメタおよび観測パラメタの関数として、Riccati型行列微分方程式により決定される。そこで、観測パラメタを収束速度が最大になるようにスイッチングするアルゴリズムをカルマンフィルタに導入すれば、上記問題点を克服できると思われる。このアルゴリズムの理論的正当性と数値実験による確認を2自由度系について行った後、修正アルゴリズムであるSEEK filterを多自由度系に適用できるようにするため、最適サンプリングアルゴリズムを組み込んだadvanced SEEK filterを開発した。多自由度系に対するadvanced SEEK algorithmでは、状態推定誤差の収束速度を最大にする観測マトリクスを、Powell-Fletcherの共役勾配法を評価関数にてきようすることによりけっていする。Advanced SEEK algorithmの効力を調べるため、パラメタが周期的にswithingするLorenzsystemに適用して状態推定を正確に行うことができた。さらに、Advanced SEEK algorithmはdiscrete vortex simulationに対しても適用された。最後に、カルマンフィルタと密接に関連するLQG制御の限界をH∞制御の可能性との関連においても論じた。
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