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独立成分分析を用いた未知システムの振動検出と逐次学習による能動制振

研究課題

研究課題/領域番号 15560379
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
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

杉本 謙二  奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 教授 (20179154)

研究分担者 笠原 正治  奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 助教授 (20263139)
佐藤 惇 (佐藤 淳)  奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 助手 (60324969)
安達 直世  奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 助手 (10335490)
研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2004年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2003年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
キーワード独立成分分析 / システム同定 / 振動検出 / 未知入力 / 機械振動
研究概要

本研究では、多変量解析の新しい手法である独立成分分析(ICA)を制御系の同定や設計に導入することを目的とする。動的システムのICAでは今のところ周波数領域法が主流であるが、制御工学では時間領域における処理ができればさらに望ましい。そこで、特に対象を自己回帰モデルに限定すれば、離散時間信号を時系列に展開し拡大状態空間表現することによって入出力関係を固定要素つきの代数方程式で記述できるため見通しよくICAを適用できる、というのが本研究の基本構想であった。
まず、この構想をアルゴリズムとして完成して未知入力システム同定法として提案し、その有効性を理論解析とシミュレーションによって検証した。この成果を国内での口頭発表、国際会議報告、学会誌の論文によって発表した。次に、この手法を応用して変化検出と未知外乱除去という2種類の問題に適用することを検討した。変化検出については柔軟構造体による実験装置を作成し、仮想的な故障(構造変化)の下でデータを取得し提案手法を適用したところ有効性を確認できた。この結果は国内学会と国際会議で発表し、既に学会誌へも投稿中である。また未知外乱除去については、シミュレーションによって有効性を検証し、国内学会および国際会議で発表した。現在、学会誌への投稿を準備中である。また、これらと並行して領域極配置によるロバスト制御も学会誌で発表することができた。ただし、当初の計画にあった振動抑制実験についてはリアルタイム性に課題が残されているため、現在も研究を進めている。

報告書

(3件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (20件) 文献書誌 (4件)

  • [雑誌論文] H infinity Design with Loose Eigenstructure Assignment - A rank-one LMI Approach2005

    • 著者名/発表者名
      A.Satoh, K.Sugimoto, M.Sebek
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集 41

      ページ: 291-299

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 独立成分分析を用いた自己回帰モデルの未知入力同定法2005

    • 著者名/発表者名
      新田益大, 杉本謙二, 佐藤淳
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集 41

      ページ: 444-451

    • NAID

      10015728491

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Polynomial Matrix Approach to Independent Component Analysis : (Part I) Basics2005

    • 著者名/発表者名
      K.Sugimoto, M.Nitta
    • 雑誌名

      in IFAC World Congress, Prague, Czech Republic, July 4-8 (To appear)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Polynomial Matrix Approach to Independent Component Analysis : (Part II) Application2005

    • 著者名/発表者名
      K.Sugimoto, A.Suzuki, M.Nitta, N.Adachi
    • 雑誌名

      in IFAC World Congress, Prague, Czech Republic, July 4-8 (To appear)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] H infinity Design with Loose Eigenstructure Assignment--A rank-one LMI Approach2005

    • 著者名/発表者名
      A.Satoh, K.Sugimoto, M.Sebek
    • 雑誌名

      Transactions of the Society of Instrument and Control Engineers Vol.41

      ページ: 291-299

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Blind System Identification of Autoregressive Model Using Independent Component Analysis (in Japanese)2005

    • 著者名/発表者名
      M.Nitta, K.Sugimoto, A.Satoh
    • 雑誌名

      Transactions of the Society of Instrument and Control Engineers Vol.41

      ページ: 444-451

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Polynomial Matrix Approach to Independent Component Analysis : (Part I) Basics2005

    • 著者名/発表者名
      K.Sugimoto, M.Nitta
    • 雑誌名

      IFAC World Congress, Prague, Czech Republic, July 4-8 (To appear)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Polynomial Matrix Approach to Independent Component Analysis : (Part II) Application2005

    • 著者名/発表者名
      K.Sugimoto, A.Suzuki, M.Nitta, N.Adachi
    • 雑誌名

      IFAC World Congress, Prague, Czech Republic, July 4-8 (To appear)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 独立成分分析を用いた自己回帰モデルの未知入力同定法2005

    • 著者名/発表者名
      新田益大, 杉本謙二, 佐藤淳
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集 41・5(予定)(掲載決定)(印刷中)

    • NAID

      10015728491

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Polynomial Matrix Approach to Independent Component Analysis : (Part 1) Basics2005

    • 著者名/発表者名
      K.Sugimoto, M.Nitta
    • 雑誌名

      IFAC World Congress (To be presented)(発表予定)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Polynomial Matrix Approach to Independent Component Analysis : (Part II) Application2005

    • 著者名/発表者名
      K.Sugimoto, A.Suzuki, M.Nitta, N.Adachi
    • 雑誌名

      IFAC World Congress (To be presented)(発表予定)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] A BSD Approach to Estimation and Suppression of Disturbance with Unknown Dynamics by H-infinity-Feedback2004

    • 著者名/発表者名
      M.Nitta, K.Sugimoto
    • 雑誌名

      IFAC Workshop on Adaptation and Learning in Control and Signal Processing (ALCOSP04) Yokohama, Aug 30-Sep 1 (CD-ROM Proceedings)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Detection of Mechanical Vibration Modes via a Blind System Identification Method2004

    • 著者名/発表者名
      Suzuki, M.Nitta, N.Adachi, K.Sugimoto
    • 雑誌名

      36th ISCIE International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Applications (SSS04) Saitama, Nov 3-4 (To appear in Proceedings)

    • NAID

      130007377103

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A BSD Approach to Estimation and Suppression of Disturbance with Unknown Dynamics by H-infinity Feedback2004

    • 著者名/発表者名
      M.Nitta, K.Sugimoto
    • 雑誌名

      IFAC Workshop on Adaptation and Learning in Control and Signal Processing (ALCOSP04), Yokohama, Aug 30-Sep 1

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Detection of Mechanical Vibration Modes via a Blind System Identification Method2004

    • 著者名/発表者名
      A.Suzuki, M.Nitta, N.Adachi, K.Sugimoto
    • 雑誌名

      36th ISCIE International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Application (SSS04), Saitama, Nov 3-4

    • NAID

      130007377103

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A BSD Approach to Estimation and Suppression of Disturbance with Unknown Dynamics by H-infinity-Feedback2004

    • 著者名/発表者名
      M.Nitta, K.Sugimoto
    • 雑誌名

      IFAC Workshop on Adaptation and Learning in Control and Signal Processing (ALCOSP 04) (CD-ROM)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Detection of Mechanical Vibration Modes via a Blind System Identification Method2004

    • 著者名/発表者名
      A.Suzuki, M.Nitta, N.Adachi, K.Sugimoto
    • 雑誌名

      36th ISCIE International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Applications (CD-ROM)

    • NAID

      130007377103

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 独立成分分析による機械システムの異状検出2004

    • 著者名/発表者名
      鈴木 新, 新田 益大, 杉本 謙二
    • 雑誌名

      第48回システム制御情報学会研究発表講演会

      ページ: 187-188

    • NAID

      130006982217

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 未知入力システム同定に基づく外乱抑制制御系設計2004

    • 著者名/発表者名
      新田 益大, 杉本 謙二
    • 雑誌名

      計測自動制御学会第4回制御部門大会資料

      ページ: 273-276

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Kullback-Leibler情報量に基づく多変量ARモデルのブラインド同定2004

    • 著者名/発表者名
      新田益大, 杉本 謙二
    • 雑誌名

      計測自動制御学会第33回制御理論シンポジウム

      ページ: 225-228

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] A.Satoh, K.Sugimoto: "Partial Eigenstructure Assignment Approach for Robust Flight Control"AIAA Journal of Guidance, Control and Dynamics. 27・1. 145-150 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Sugimoto, Y.Kikkawa: "Control Systems Analysis via Blind Source Deconvolution"4-th and International Symposium on Independent Component Analysis and Blind Signal Separation. (CD-ROM). (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] A.Satoh, J.Okubo, K.Sugimoto: "Transient response shaping in H infinity control by eigenstructure assignment to convex regions"42nd IEEE Conference on Decision and Control. (CD-ROM). (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 杉本謙二: "独立成分分析とシステム制御理論"第47回システム制御情報学会研究発表講演会,システム制御理論研究交流会企画. 213-214 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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