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制御理論と学習ネットワークの融合による非線形複雑系のモデル化と制御に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 10650433
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 制御工学
研究機関山口大学

研究代表者

大林 正直  山口大学, 工学部, 助教授 (60213849)

研究分担者 村田 純一  九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 助教授 (60190914)
平澤 宏太郎  九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 教授 (70253474)
小林 邦和  山口大学, 工学部, 助手 (40263793)
研究期間 (年度) 1998 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2000年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1999年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1998年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
キーワード学習 / ニューラルネットワーク / 強化学習 / 非線形システム制御 / カオス / 遺伝的アルゴリズム / 連想記憶 / ファジィ / モデル化 / 制御 / 不完全観測 / オブザーバ / 高速化 / ロバスト性
研究概要

非線形複雑系のモデル化と制御には、生物の学習方式及び記憶方式を解明し、その工学的利用が有益であると考えられる。このことから、生物の学習方式を範とするモデル化と学習方式及び,複雑系の代表格である脳の連想記憶方式とそのモデル化に関する研究を行った.
1.モデル化に関する研究
遺伝的アルゴリズムを用いた可変長の遺伝子コードを間接符号化法に基づく,最適ネットワークサイズと適切なネットワークパラメータを持つニューラルネットワーク設計法を提案し,シミュレーションによりその有効性を確認した.
2.学習及び制御に関する研究
・ロバストな制御器構築を目的として,制御器構造をコンパクト化する方式の検討を行い,非線形クレーンシステム制御のシミュレーションによりその有効性を確認した.
・ネットワークによるモデルを学習にて構成する場合の学習時間の短縮化に関する検討を行い,学習すべきシナプス重みパラメータを関数表現化する方式を提案し,学習の高速化の点で有効であることを確認した.
・生物の自然な学習方式である強化学習方式について,不完全観測環境下におけるactor-critic学習方式と確率傾斜法の協調学習方式を開発,また,強化学習における試行錯誤において試行に関する探索方向を適応的に変化させることを提案し,倒立振子の制御及び自律走行ロボットの行動学習を例題として高い探索効率及び学習試行回数の減少効果を持つことを確認した.
3.連想記憶方式とそのモデル化に関する検討
・記憶の記銘・想起のうち,想起に関する記憶検索モデルについて検討し,従来方式に比較して想起したい記憶を想起するまでの時間ステップが短い記憶探索モデルを提案した.

報告書

(4件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (39件)

  • [文献書誌] 大林正直: "機能局在型学習ネットワーク(Learning Petn Network)の非線形制御への応用"電気学会論文誌. 118-C. 873-881 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 平澤宏太郎: "ニューラルネットワークの適応的ランダム探索最適化手法-RasID-"計測自動制御学会論文集. 34. 1088-1096 (1998)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 大林正直: "一般化学習ネットワークの2次微分を用いた非線形ダイナミカルシステムの抑制/活性化制御"計測と制御. 37. 586-600 (1998)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 大林正直: "ファジィ評価と2次微分を考慮した一般化学習ネットワークによるロバスト制御方式"計測自動制御学会論文集. 34. 1246-1254 (1998)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 平澤宏太郎: "A New Nonlinear System Control Method Using Second Order Perivatives of Universal Learning Network"Proceedings of 1998 International Conference on Systems, Man, and Cybernetics. 3775-3780 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 小林邦和: "A New Indirect Encoding Method with Variable Length Gene Code to Optimize Neural Network Structure"Proceedings of 1999 International Joint Conference on Neural Networks. (CDROM). (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 大林正直: "A New Method for Faster Neural Networks Learning Introducing Functions of Synaptic Weights"Proceedings of International Conference on Neural Information Processing. 1178-1183 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 大林正直: "Radial Basis Functionを用いたカオスニューラルネットワークにそのメモリサーチへの応用"電気学会論文誌. 120-C. 1441-1446 (2000)

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  • [文献書誌] 大林正直: "Evaluation of Three Types Input-Output Functions of Chaotic Neural Network in Memory Search Problem"Proceedings of 7th International Conference on Neural Information Processing. 1130-1135 (2000)

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  • [文献書誌] 梅迫公輔: "Reinforcement Learning for Dynamic System in Incomplete Observation Environment"Proceedings of 7th International Conference on Neural Information Processing. 434-439 (2000)

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  • [文献書誌] 渡辺賢治: "Memory Search Using Chaotic Neural Network With Feature Dynamics"Proceedings of 7th International Conference on Neural Information Processing. 1124-1129 (2000)

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  • [文献書誌] 長島俊郎: "An effective Solution to Large-scale Traveling Salesman Problem"Proceedings of 7th International Conference on Neural Information Processing. 459-464 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 大林正直: "関数型結合重みを持つニューラルネットワークを用いた学習の高速化とその非線形制御への応用"電気学会論文誌. 121-C. 385-391 (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Ohbayashi: "Nonlinear Control System Using Learning-Petri Network"Transactions of Institute of Electrical Engineers of Japan. Vol.118-C, No.6. 873-881 (1998)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Hirasawa: "A New Adaptive Random Search Method in Neural-Netxvorks-RasID-"Transactions of Society of Instrument and Control Engineers. Vol.34, No.8. 1088-1096 (1998)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Ohbayashi: "A Suppressive/Active Control Method of-Nonlinear Dynamical System Using Second Order Derivatives-of Universal Learning Network"Journal of Instriment and Control Engineers. Vol.37, No 8. 586-600 (1998)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Ohbayashi: "Robust Control for Universal Learning Network-Considering Fuzzy Criterion and Second Order Derivatives"Transactions of Society of Instrument and Control Engineers. Vol.34, No.9. 1246-1254 (1998)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Hirasawa: "A New Nonlinear System Control Method-Using Second Order Derivatives of-Universal Learning-Network"Proc.of 1998 Internatioal Conference on Systems. Man. and Cybernetics. 3775-3780 (1998)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kobayashi: "A New Indirect Encoding Method with-Variable Length Gene Code to Optimize Neural Network-Structure"Proc.of 1999 International Joint Conference on Neural Networks. (CD-ROM). (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Obayashi: "A New Method for Faster Neural Networks-Learning Introducing Functions of Synaptic Weights."Proc.of International Conference on Neural Information Proceeding. 1178-1183 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Obayahsi: "Chaotic Neural Networks with Radial Basis-Functions and Its Application to Memory Search Problem"Transactions of Institute of Electrical Engineers of Japan. Vol.120-C, No.10. 1441-1446 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Obayashi: "Evaluation of Three Types Input-Output-Functions of Chaotic Neural Network in Memory Search-Problem"Pro.of 7^<th> International Conference on Neural Information Processing. 1130-1135 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Umesako: "Reinforcement Learning for Dynamic System in Incomlete Observation Environment"Pro.of 7^<th> International Conference on Neural Information Processing. 434-439 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Watanabe: "Memory Search Using Chaotic Neural-Network with Feature Dynamics"Pro.of 7^<th> International Conference on Neural Information Processing. 1124-1129 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Nagashima: "An Effective Solution to Large-scale Traveling Salesman Problem"Pro.of 7^<th> International Conference on Neural Information Processing. 459-464 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Obayashi: "A New Method for Faster Neural Networks-Learning Introducing Functions of Synaptic Weights and Its Application to Nonlinear System Control"Transactions of Institute of Electrical Engineers of Japan. Vol.121-C, No.2. 385-391 (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masanao Obayashi: "Evaluation of Three Types Input-Output Functions of Chaotic Neural Network in Memory Search Problem"Proceedings of 7^<th> International Conference on Neural Information Processing. 1130-1135 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kousuke Umesako: "Reinforcement Learning for Dynamic System in Incomlete Observation Environment"Proceedings of 7^<th> International Conference on Neural Information Processing. 434-439 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kenji Watanabe: "Memory Search Using Chaotic Neural Network with Feature Dynamics"Proceedings of 7^<th> International Conference on Neural Information Processing. 1124-1129 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 大林正直: "Radial Basis Functionを用いたカオスニューラルネットワークとそのメモリーサーチへの応用"電気学会論文誌C. 120C・10. 1141-1146 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 大林正直: "関数型結合重みを持つニューラルネットワークを用いた学習の高速化とその非線形制御への応用"電気学会論文誌C. 121C・2. 385-391 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Toshiro Nagashima: "An Effective Solution to Large-scale Traveling Salesman Problem"Proceedings of 7^<th> International Conference on Neural Information Processing. 459-464 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 大林正直: "A New Method for Faster Neural Networks Learning Introducing Functions of Synaptic Weights"Proceedings of 6^<th> International Conference on Neural Information Processing. Vol.3. 1178-1183 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 大林正直: "Neural Networks with Functions of Synaptic Weights and Its Application to Nonlinear System Control"Proceedings of IEEE International Conference on Systems,Man and Cybernetics. 1472-1477 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 小林邦和: "A New Indirect Encoding Method with Variable Length Gene Code to Optimize Neural Network Structure"Proceedings of IEEE International Joint Conference on Neural Networks. No.657. (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 大林正直: "ファジィ評価と2次微分を考慮した一般化学習ネットワークによるロバスト制御方式" 計測自動制御学会論文集. 34・9. 1246-1254 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 大林正直: "一般化学習ネットワークの2次微分を用いた非線形ダイナミカルシステムの抑制/活性化制御" 計測と制御. 37・8. 586-600 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 大林正直: "機能局在型学習ネットワーク(Learning Petri Network)の非線形制御への応用" 電気学会論文誌. 118-C・6. 873-881 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 平澤宏太郎: "ニューラルネットワークの適応的ランダム探索最適化法" 計測自動制御学会論文集. 34・8. 1088-1096 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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