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大規模ネットワークシステムの完全分散最適化理論の体系化と社会システムへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 15K06143
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 制御・システム工学
研究機関鳥取大学

研究代表者

櫻間 一徳  鳥取大学, 工学研究科, 准教授 (10377020)

連携研究者 西田 信一郎  鳥取大学, 大学院工学研究科, 教授 (50358529)
三浦 政司  鳥取大学, 大学院工学研究科, 助教 (80623537)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード分散制御 / 分散最適化 / マルチエージェントシステム / センサネットワーク / リアルタイムプライシング / スマートグリッド / ネットワーク / デマンドレスポンス
研究成果の概要

本研究では,完全分散最適化という概念を提唱し,それを実現するためのアルゴリズムを設計した.提案アルゴリズムの核となるのは,各ユーザーがユーザー同士の通信を用いて大域情報の推定精度を高めるものである.これによって,中央管理センターに頼ることなく大規模システムを制御することが可能となった.さらに,最適化問題の解が得られるための通信ネットワークの構造の必要十分条件を導出した.最後に,提案アルゴリズムを電力システムとセンサネットワークに適用し,その実用性を示した.

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (34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 (10件) (うち国際共著 2件、 査読あり 9件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 12件、 招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] オーストラリア国立大学(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Multiple Source Seeking via Distributed Sample-Variance Control of Swarm Robots2018

    • 著者名/発表者名
      Kazunori Sakurama, Hirosuke Yasuki, Sin-ichiro Nishida
    • 雑誌名

      IMA Journal of Mathematical Control and Information

      巻: - 号: 4 ページ: 1263-1280

    • DOI

      10.1093/imamci/dnx026

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation Control of Swarm Robots with Multiple Proximity Distance Sensors2018

    • 著者名/発表者名
      Kazunori Sakurama, Yusuke Kosaka, Shin-ichiro Nishida
    • 雑誌名

      International Journal of Control, Automation and Systems

      巻: 16-1 号: 1 ページ: 16-26

    • DOI

      10.1007/s12555-016-0741-z

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation Shape Control with Distance and Area Constraints2017

    • 著者名/発表者名
      B. D. O. Anderson, Z. Sun, T. Sugie, S. Azuma, K. Sakurama
    • 雑誌名

      IFAC Journal of Systems and Control

      巻: 1 ページ: 2-12

    • DOI

      10.1016/j.ifacsc.2017.05.001

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Neurocomputing2017

    • 著者名/発表者名
      Kazunori Sakurama
    • 雑誌名

      Leader selection via LASSO for formation control of time-delayed multi-agent systems

      巻: 270 ページ: 18-26

    • DOI

      10.1016/j.neucom.2016.12.108

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multi-agent coordination to high-dimensional target subspaces2017

    • 著者名/発表者名
      K. Sakurama, S. Azuma, and T. Sugie
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Control of Network Systems

      巻: 印刷中 号: 1 ページ: 345-358

    • DOI

      10.1109/tcns.2016.2609638

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Scalable Stability and Time-scale Separation of Networked, Cascaded Systems2017

    • 著者名/発表者名
      K. Sakurama, E. I. Verriest and M. Egerstedt
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Control of Network Systems

      巻: 印刷中 号: 1 ページ: 321-332

    • DOI

      10.1109/tcns.2016.2609146

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Privacy Masking for Distributed Optimization and Its Application to Demand Response in Power Grids2017

    • 著者名/発表者名
      K. Wada and K. Sakurama
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Industrial Electronics

      巻: 64 号: 6 ページ: 5118-5128

    • DOI

      10.1109/tie.2017.2668981

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Communication-based Decentralized Demand Response for Smart Microgrids2017

    • 著者名/発表者名
      K. Sakurama and M. Miura
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Industrial Electronics

      巻: 64 号: 6 ページ: 5192-5202

    • DOI

      10.1109/tie.2016.2631133

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] マルチロボットの協調分散制御2017

    • 著者名/発表者名
      桜間一徳
    • 雑誌名

      養賢堂「機械の研究」

      巻: 69 ページ: 196-202

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 分散最適化に基づくロボット群による複数極値探索2016

    • 著者名/発表者名
      桜間一徳,安木洋介,西田信一郎
    • 雑誌名

      システム制御情報学会論文誌

      巻: 29-4 ページ: 155-161

    • NAID

      130005165106

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Index-free assignment formation of networked multi-agent systems2018

    • 著者名/発表者名
      Kazunori Sakurama and Hyosung. Ahn
    • 学会等名
      American Control Conference 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 測距センサと無線通信を併用したリーダーロボットの位置推定2018

    • 著者名/発表者名
      小川剛史, 桜間一徳
    • 学会等名
      第5 回 計測自動制御学会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] マルチエージェントシステムのインデックスフリーフォーメーショ ン制御2018

    • 著者名/発表者名
      桜間一徳, Hyosung Ahn
    • 学会等名
      第5 回計測自動制御学会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] ネットワーク分散制御器に基づく大規模システムの状態総和制御2017

    • 著者名/発表者名
      桜間一徳
    • 学会等名
      第4回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2017-03-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Distance-based rigid formation control with signed area constraints2017

    • 著者名/発表者名
      Brian D.O. Anderson, Zhiyong Sun, Toshiharu Sugie, Shun-ichi Azuma, Kazunori Sakurama
    • 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] Formation control of multi-agent systems with the scale freedom2017

    • 著者名/発表者名
      Kazunori Sakurama
    • 学会等名
      The second International Symposium on Swarm Behavior and Bio-Inspired Robotics,
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Distributed Control of Networked Multi-agent Systems for Formation with Freedom of Special Euclidean Group2016

    • 著者名/発表者名
      K. Sakurama
    • 学会等名
      The 55th IEEE Conference on Decision and Control
    • 発表場所
      Las Vegas, USA
    • 年月日
      2016-12-12
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Control of Large-scale Cyber-physical Systems with Agents via a Representative Model2016

    • 著者名/発表者名
      K. Sakurama
    • 学会等名
      The 4th IEEE International Conference on Cyber-Physical Systems, Networks, and Applications
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 年月日
      2016-10-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Formation Control of Multi-Agent Systems with Freedom of Rotation and Translation2016

    • 著者名/発表者名
      K. Sakurama
    • 学会等名
      Proc. of SICE Annual Conference
    • 発表場所
      Tsukuba, Japan
    • 年月日
      2016-09-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multi-Robot Formation Control Over Distance Sensor Network2016

    • 著者名/発表者名
      K. Sakurama
    • 学会等名
      The 6th IFAC Workshop on Distributed Estimation and Control in Networked Systems
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2016-09-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Masking Method of Private Information for Distributed Optimization and Its Application to Real-Time Pricing2016

    • 著者名/発表者名
      K. Wada and K. Sakurama
    • 学会等名
      The 22nd International Symposium on Mathematical Theory of Networks and Systems
    • 発表場所
      Minneapolis, USA
    • 年月日
      2016-07-12
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Source Seeking by Distributed Swarm Robots with Sample Variance Control2016

    • 著者名/発表者名
      K. Sakurama, S. Nishida
    • 学会等名
      American Control Conference
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      2016-07-06
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 分散制御によるマルチエージェントシステムの高次元配置問題2016

    • 著者名/発表者名
      桜間一徳,東俊一,杉江俊治
    • 学会等名
      第3回制御部門マルチシンポジウム
    • 発表場所
      愛知県,名古屋市
    • 年月日
      2016-03-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 特殊ユークリッド群の自由度をもつフォーメーションに対する最適分散制御器設計2016

    • 著者名/発表者名
      桜間一徳
    • 学会等名
      第3回制御部門マルチシンポジウム
    • 発表場所
      愛知県,名古屋市
    • 年月日
      2016-03-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 測距センサを搭載した複数ロボットのフォーメーション制御法と実験検証2016

    • 著者名/発表者名
      小阪悠介,桜間一徳,西田信一郎
    • 学会等名
      第3回制御部門マルチシンポジウム
    • 発表場所
      愛知県,名古屋市
    • 年月日
      2016-03-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Masking Method for Local Information on Distributed Optimization with Constraints2016

    • 著者名/発表者名
      K. Wada and K. Sakurama
    • 学会等名
      The 4th IEEE International Conference on Cyber-Physical Systems, Networks, and Applications
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Distributed Control of Networked Multi-agent Systems for High-dimensional Coordination2015

    • 著者名/発表者名
      K. Sakurama, S. Azuma and T. Sugie
    • 学会等名
      The 54st IEEE Conf. on Decision and Control
    • 発表場所
      Osaka, Japan
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マルチエージェントシステムの制御(2)代数的グラフ理論2015

    • 著者名/発表者名
      林 直樹,桜間 一徳
    • 学会等名
      第58回 自動制御連合講演会
    • 発表場所
      兵庫県,神戸市
    • 年月日
      2015-11-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マルチエージェントシステムの制御(3)合意制御2015

    • 著者名/発表者名
      桜間 一徳
    • 学会等名
      第58回 自動制御連合講演会
    • 発表場所
      兵庫県,神戸市
    • 年月日
      2015-11-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ロボット群による複数極値探索のためのフォーメーション制御2015

    • 著者名/発表者名
      安木 洋介,桜間 一徳,西田 信一郎
    • 学会等名
      第58回 自動制御連合講演会
    • 発表場所
      兵庫県,神戸市
    • 年月日
      2015-11-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 測距センサのネットワークによる複数ロボットのフォーメーション制御2015

    • 著者名/発表者名
      小阪 悠介,桜間 一徳,西田 信一郎
    • 学会等名
      第58回 自動制御連合講演会
    • 発表場所
      兵庫県,神戸市
    • 年月日
      2015-11-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Multiple Source Seeking by Swarm Robots with Decentralized Sample Variance Control2015

    • 著者名/発表者名
      K. Sakurama, H. Yasuki and S. Nishida
    • 学会等名
      The First International Symposium on Swarm Behavior and Bio-Inspired Robotics
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2015-10-28
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] マルチエージェントシステムの制御2015

    • 著者名/発表者名
      東,永原,石井,林,桜間,畑中
    • 総ページ数
      218
    • 出版者
      コロナ社
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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