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制御系設計のためのBMI求解アルゴリズムとその実装

研究課題

研究課題/領域番号 10750341
研究種目

奨励研究(A)

配分区分補助金
研究分野 制御工学
研究機関京都大学

研究代表者

藤岡 久也  京都大学, 大学院・情報学研究科, 助教授 (60273596)

研究期間 (年度) 1998 – 2000
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
1999年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
1998年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード双線形行列不等式 / 大域的最適化 / 制御系設計 / 分枝限定法
研究概要

BMIとは双線形行列不等式、すなわち一方の変数を固定するとLMI(線形行列不等式)となる行列不等式である。制御系の解析問題は代数操作によってLMIに帰着されることが多いが、解析問題がLMIで表現できるならば、対応する設計問題はBMIとなる。すなわちBMIは制御系設計問題の広いクラスを統一的に記述する能力をもつ。
本研究の目的は、制御系設計問題を記述するBMIを実用的な速度で解くアルゴリズムの開発およびその実装である。BMIの求解は非凸計画問題に帰着され、LMIの求解とは異なり、一般にNP困難であることが知られているが、制御系設計問題を記述するBMIにおける変数の数は高々数十であり、実用的な速度での求解は困難であると考えられる。
本研究の結果は以下のとおりである:BMIのLMIへの緩和に基づく分枝限定法を用いたBMI求解アルゴリズムを提案し、変数の数が少ない場合に対して有効であることを示した。提案したアルゴリズムは有限時間で収束する大域最適化アルゴリズムであり、最悪ケースの計算量を明らかにした。さらに緩和問題の最適性を用いた分枝カット基づく高速化について議論し、それを用いたアルゴリズムを提案した。また、非線形/時変/不確定フィードバック系の安定性を統一的に与えるIQCを用いた安定性理論に基づく補償器の設計問題がBMIに帰着されることを示した。

報告書

(2件)
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (8件)

  • [文献書誌] H.Fujioka ・Y.Yamamoto ・S.Hara: "Sampled-data control toolbox : a software package via object-oriented programming"Proc.of 1999 IEEE International Symposium on Computer Aided Control System Design. 404-409 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] H.Fujioka: "A branch-and-bound algorithm for solving BMIs taking account of activities of relaxed LMIs"Proc.of 38th IEEE Conference on Decision and Control. 1007-1008 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] H.Fujioka ・ K.Morimura: "Computational aspects of IQC-based stability analysis for sampled-data feedback systems"Proc,of 38th IEEE Conference on Decision and Control. 3452-3457 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 藤岡久也,浅井 徹: "IQCに基づく非線形フィードバック制御系の設計解析"計測と制御. 39・2. 119-125 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 藤岡久也,浅井 徹: "サンプル値制御理論IV-最適制御問題の一般化"システム/制御/情報. 44・2. 78-86 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 藤岡久也・若佐裕治: "制御系解析設計とBMI" 第10回RAMPシンポジウム論文集. 81-94 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 藤岡久也・藤中透: "サンプル制御って?リフティングって?" システム/制御/情報. 42・9. 509-510 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] H.Fujiioka・K.Morimura: "Digital COntroller Design with State-Space Parameter Quantizations" Proceedings of 37th IEEE Conference on Decision and Control. 847-848 (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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