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ノンパラメトリック区分的アフィンモデルを用いたデータ駆動制御法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 15J05700
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 制御・システム工学
研究機関京都大学

研究代表者

藤本 悠介  京都大学, 情報学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2017年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2016年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード制御工学 / 機械学習 / データ駆動制御 / ノンパラメトリック
研究実績の概要

本研究は,非常に多くのパラメータで記述される制御器をデータのみから適切に調整する手法を与えることを目的とした.ここで制御器,すなわち現在の状態から制御入力を決定する写像を表現する手段として,ノンパラメトリック区分的アフィン写像を用いることを検討した.このノンパラメトリック区分的アフィン写像は多数のデータ点とそれらの線形内挿により写像を表現するものであり,ポリゴンのように曲面を多数の平面で表現するものである.また,データからこの制御器を調整するのは,モデル化誤差の影響を最小限に抑えるためである.以上から,本研究は複雑なシステムに対しても柔軟に対応できる制御器設計方法を与えることを目指すものであり,産業応用上大きな意義を持つ.
以上の背景の下,平成29年度には大きく分けて二つの研究成果を挙げた.一つ目は,非線形写像をデータで表現する際に,そのデータの分布を調整するための距離関数を与えたことである.非線形性の弱い(すなわち線形写像で近似できる)方向と強い方向がある場合,非線形性の強い方向には密にデータを分布させるべきであるが,線形写像で近似できる方向には疎にデータ点を分布させた方がメモリの節約上望ましい.このデータ分布の基準となる距離関数を与えたことが,成果の一つである.二つ目の成果は,機械学習におけるカーネル法を応用する方法について検討したことである.カーネル法は多数のパラメータを調整する際に有用となる方法の一つであり,近年動的システムへの応用が盛んに議論されている.検討の結果,申請者はデータ駆動制御とカーネル法を結合する一つの方法を与えた.

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 6件)

  • [国際共同研究] Chinese University of Hong Kong(中国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Input Design for Kernel-Based System Identification from the Viewpoint of Frequency Response2018

    • 著者名/発表者名
      Fujimoto Yusuke、Maruta Ichiro、Sugie Toshiharu
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Automatic Control

      巻: 印刷中 号: 9 ページ: 3075-3082

    • DOI

      10.1109/tac.2018.2791464

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Informative input design for Kernel-Based system identification2018

    • 著者名/発表者名
      Fujimoto Yusuke、Sugie Toshiharu
    • 雑誌名

      Automatica

      巻: 89 ページ: 37-43

    • DOI

      10.1016/j.automatica.2017.11.019

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Informative Input Design for Bayesian Identification of LPV systems2018

    • 著者名/発表者名
      Fujimoto Yusuke, Kasai Wataru, Sugie Toshiharu
    • 雑誌名

      SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration

      巻: 11

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimal Distance Function for Locally Weighted Average Prediction of Just-in-Time Methods2017

    • 著者名/発表者名
      Fujimoto Yusuke、Maruta Ichiro、Sugie Toshiharu
    • 雑誌名

      Asian Journal of Control

      巻: 印刷中 号: 6 ページ: 2055-2064

    • DOI

      10.1002/asjc.1698

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ノンパラメトリック表現を用いたデータ駆動制御2015

    • 著者名/発表者名
      藤本悠介,丸田一郎,杉江俊治
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集

      巻: 51 号: 12 ページ: 829-835

    • DOI

      10.9746/sicetr.51.829

    • NAID

      130005114043

    • ISSN
      0453-4654, 1883-8189
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] カーネル法を用いた二自由度制御器チューニング2018

    • 著者名/発表者名
      河西航
    • 学会等名
      第5回制御部門マルチシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ベイズ最適化を用いた制御器パラメータチューニングに関する考察2018

    • 著者名/発表者名
      中野雄一郎
    • 学会等名
      第5回制御部門マルチシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 多チャネル信号の線スペクトル推定とその応用2018

    • 著者名/発表者名
      山西利和
    • 学会等名
      第5回制御部門マルチシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Update of Feedforward Compensation with Experimental Data based on Kernel Regularized Identification2018

    • 著者名/発表者名
      Kasai Wataru (予定)
    • 学会等名
      The 18th IFAC Symposium on System Identification
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Goal-Oriented Input Design for Kernel-Based System Identification2017

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Fujimoto
    • 学会等名
      The 56th IEEE Conference on Decision and Control
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On a Relationship between Integral Compensation and Stochastic Gradient Descent2017

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Fujimoto
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Extension of First-Order Stable Spline Kernel to Encode Relative Degree2017

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Fujimoto
    • 学会等名
      The 20th IFAC World Congress
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] カーネル型システム同定における周波数重み付入力設計に関する考察2017

    • 著者名/発表者名
      藤本悠介
    • 学会等名
      第61回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 線形パラメータ変動システムの同定入力に関する考察2017

    • 著者名/発表者名
      河西航
    • 学会等名
      第61回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Informative Input Design for Kernel-Based System Identification2016

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Fujimoto
    • 学会等名
      IEEE Conference on Decision and Control 2016
    • 発表場所
      Las Vegas, USA
    • 年月日
      2016-12-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] カーネル型システム同定のための入力設計に関する一考察2016

    • 著者名/発表者名
      藤本悠介
    • 学会等名
      第59回自動制御連合講演会
    • 発表場所
      北九州
    • 年月日
      2016-11-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ルベーグサンプル値データを用いたカーネル法に基づくシステム同定2016

    • 著者名/発表者名
      藤本悠介
    • 学会等名
      第3回 制御部門マルチシンポジウム
    • 発表場所
      南山大学(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2016-03-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Just-in-Time 法におけるデータ間距離の最適な尺度に関する一考察2015

    • 著者名/発表者名
      藤本悠介
    • 学会等名
      第57回 自動制御連合講演会
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-11-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of non-parametric type controllers based on I/O data from closed-loop experiment2015

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Fujimoto
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2015
    • 発表場所
      Hanzhou (China)
    • 年月日
      2015-07-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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