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グレブナー基底に基づいたモデル予測制御系の最適設計パラメータ決定法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K21591
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 機械力学・制御
制御・システム工学
研究機関香川高等専門学校

研究代表者

逸見 知弘  香川高等専門学校, 創造工学専攻, 准教授 (00413849)

研究協力者 井上 昭  
鄧 明聡  
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2015年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードモデル予測制御 / 非線形制御 / 制御パラメータの調整 / パラメータ推定 / 最適化 / グレブナー基底 / 制御パラメータ調整
研究成果の概要

本研究では,モデル予測制御,非線形モデル予測制御の制御性能の向上を目的に,制御パラメータの設計に関して以下の研究を行った.
モデル予測制御の強安定系の設計においては,従来法で問題となっていた定常偏差に対して,それを改善するための設計条件を導出することが出来,さらに故障診断システムへの拡張が行えた.
また,非線形モデル予測制御系においては内部モデルに新たな制御パラメータを導入し,FRITと機械学習での一つであるCMACを用いてそのパラメータを調整することで,パラメータが不確かなシステムや非線形システムの一つであるHammersteinモデルへの適用を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

モデル予測制御系の設計では,制御対象に対して最適な設計パラメータを設計する手法は確立されておらず,制御性能をシミュレーションで確認し,望ましい性能が得られるまで試行錯誤繰り返してパラメータを決定するのが現状であり,実システムへの応用が遅れているのが現状である。それらに問題に対して,本研究では,様々なアプローチで制御性能とパラメータの関係性を明らかにすることができた。さらに,故障診断システムや非線形性を持つシステム,パラメータが不確かなシステムへの拡張を行えたことで,モデル予測制御の産業界の実システムへの実装の可能性をさらに拡げることが可能になったと考えられる。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 1件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 9件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] 一般化最小分散制御系の制御則極と故障時定常ゲインの数式表現2018

    • 著者名/発表者名
      吉永 慎一, 逸見 知弘, 井上 昭, 矢納 陽, 鄧 明聡
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)

      巻: 138 号: 7 ページ: 846-852

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.138.846

    • NAID

      130007387092

    • ISSN
      0385-4221, 1348-8155
    • 年月日
      2018-07-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 内部モデルに制御パラメータをもつ適応型モデル予測制御における定常特性に基づいた制御パラメータの調整則2018

    • 著者名/発表者名
      逸見知弘,村上智史,水本郁朗
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)

      巻: 138 号: 5 ページ: 537-542

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.138.537

    • NAID

      130006730650

    • ISSN
      0385-4221, 1348-8155
    • 年月日
      2018-05-01
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 鉄棒選手の技能に基づいた劣駆動リンクロボットの運動制御2018

    • 著者名/発表者名
      逸見知弘,秋山将貴, 山本 透
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)

      巻: 138 号: 5 ページ: 520-527

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.138.520

    • NAID

      130006730647

    • ISSN
      0385-4221, 1348-8155
    • 年月日
      2018-05-01
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 定常偏差の改善を目的とした強安定一般化予測制御系の拡張2018

    • 著者名/発表者名
      谷川豊章,逸見知弘,井上昭,矢納陽,吉永慎一
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)

      巻: 138 号: 5 ページ: 498-505

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.138.498

    • NAID

      130006730664

    • ISSN
      0385-4221, 1348-8155
    • 年月日
      2018-05-01
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] FRITの評価関数の2次形式表現2018

    • 著者名/発表者名
      井上昭,逸見知弘,吉永慎一,矢納陽
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)

      巻: 138 号: 5 ページ: 589-590

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.138.589

    • NAID

      130006730626

    • ISSN
      0385-4221, 1348-8155
    • 年月日
      2018-05-01
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Motion control of underactuated linkage robot based on gymnastic skill2018

    • 著者名/発表者名
      Henmi Tomohiro、Akiyama Masaki、Yamamoto Toru
    • 雑誌名

      Electrical Engineering in Japan

      巻: 206 号: 1 ページ: 42-50

    • DOI

      10.1002/eej.23142

    • NAID

      210000162927

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sticking Fault Detecting Method for CARIMA Model2018

    • 著者名/発表者名
      Tanikawa Toyoaki、Tomohiro Henmi
    • 雑誌名

      Journal of Robotics, Networking and Artificial Life

      巻: Vol.5(3) 号: 3 ページ: 149-149

    • DOI

      10.2991/jrnal.2018.5.3.1

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 入力項に無駄時間のある系の出力追従誤差の最小化2017

    • 著者名/発表者名
      井上昭,逸見知弘,吉永慎一,Mingcong Deng
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C電子情報システム部門

      巻: Vol.137,No.1 ページ: 60-67

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Control Parameters Tuning Method of Nonlinear Model Predictive Controller Based on Quantitatively Analyzing2016

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Henmi
    • 雑誌名

      Journal of Robotics and Mechatronics

      巻: 28 号: 5 ページ: 695-701

    • DOI

      10.20965/jrm.2016.p0695

    • NAID

      130007671278

    • ISSN
      0915-3942, 1883-8049
    • 年月日
      2016-10-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 2軸スカラロボットにおけるパラメータ推定法の改善2019

    • 著者名/発表者名
      谷川豊章,逸見知弘
    • 学会等名
      平成30 年度電気学会電 子・情報・システム部門制御研究会「制御理論・制御技術一般(スマートシステムと制御技術シンポ ジウム2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Sticking Fault Detecting Method for CARIMA Model2018

    • 著者名/発表者名
      T Tanikawa, T. Henmi
    • 学会等名
      Proceedings of The 2018 International Conference on Artificial Life and Robotics (ICAROB 2018), pp.330-333
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 操作量およびフィードバック信号の固着型故障の検出2018

    • 著者名/発表者名
      谷川豊章,逸見知弘
    • 学会等名
      平成29年度 電気学会 電子・情報・システム部門 制御研究会「スマートシステムと制御技術シンポジウム2018」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 数式処理ソフトウェアの限定子除去法を用いた制御系の設計2018

    • 著者名/発表者名
      井上昭, 逸見知弘, 吉永慎一, 矢納陽, 鄧明聡
    • 学会等名
      平成29年度 電気学会 電子・情報・システム部門 制御研究会「スマートシステムと制御技術シンポジウム2018」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 内部モデルに制御パラメータをもつ適応型モデル予測制御のむだ時間要素をもつ系への適用2018

    • 著者名/発表者名
      高橋宗一郎, 逸見知弘
    • 学会等名
      平成29年度 電気学会 電子・情報・システム部門 制御研究会「スマートシステムと制御技術シンポジウム2018」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Verification of the Relationship between Desired Angle Ratio and Control Performance in the Links of a Gymnastic Based Controller for an Underactuated Robot2017

    • 著者名/発表者名
      M. Akiyama, T. henmi, T. Yamamoto
    • 学会等名
      Proc. of 6th International Symposium on Advanced Control of Industrial Processes, pp. 172-177
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 強安定一般化予測制御系における定常偏差の改善2017

    • 著者名/発表者名
      谷川豊章,逸見知弘,井上昭,矢納陽,吉永慎一
    • 学会等名
      平成29年 電気学会 電子・情報・システム部門大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] FRITとCMACを用いた適応型モデル予測制御のオンライン学習2017

    • 著者名/発表者名
      高橋 宗一郎,逸見 知弘
    • 学会等名
      第60回自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Early Detection of Plant Faults by Using Machine Learning2016

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Henmi, Akira Inoue, Mingcong Deng and Sin-ichi Yoshinaga
    • 学会等名
      Proc. of 2016 International Conference on Advanced Mechatronic Systems
    • 発表場所
      Melbourne
    • 年月日
      2016-11-30
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] FRITとCMACを用いた適応型モデル予測制御のパラメータ調整2016

    • 著者名/発表者名
      村上智史, 逸見知弘
    • 学会等名
      平成28年 電気学会 電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫)
    • 年月日
      2016-08-31
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] FRITとCMACを用いた適応型モデル予測制御のパラメータ調整2016

    • 著者名/発表者名
      村上 智史, 逸見知弘
    • 学会等名
      平成28年 電気学会 電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫)
    • 年月日
      2016-08-31
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] A Mathematical Expression of an Index Function in FRIT2016

    • 著者名/発表者名
      Akira Inoue, Mingcong Deng and Tomohiro Henmi
    • 学会等名
      The 28th Chinese Control and Decision Conference (2016 CCDC)
    • 発表場所
      Yinchuan, China
    • 年月日
      2016-05-28
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 数式処理システムを用いたモデル予測制御系評価関数の数式表現と最適化2016

    • 著者名/発表者名
      井上昭,逸見知弘,吉永慎一,鄧 明聡
    • 学会等名
      電気学会 電子・情報・システム部門 制御研究会, テーマ「制御理論・制御技術一般」
    • 発表場所
      首都大学東京(東京)
    • 年月日
      2016-03-04
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 機械学習によるプラント故障の早期検出2016

    • 著者名/発表者名
      井上昭, Mingcong Deng ,逸見知弘,吉永慎一
    • 学会等名
      電気学会 電子・情報・システム部門 制御研究会, テーマ「安全制御・故障診断」
    • 発表場所
      岡山大学(岡山)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 内部モデルに制御パラメータを持つ適応型モデル予測制御のパラメータ調整法2016

    • 著者名/発表者名
      村上智史,逸見知弘
    • 学会等名
      電気学会 電子・情報・システム部門 制御研究会「制御理論・制御技術一般」
    • 発表場所
      広島大学(広島)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 入力項にむだ時間のある系の出力追従誤差の最小化2015

    • 著者名/発表者名
      井上昭,鄧 明聡,逸見知弘
    • 学会等名
      入力項にむだ時間のある系の出力追従誤差の最小化,電気学会 電子・情報・システム部門 制御研究会, テーマ「安全制御・故障診断」
    • 発表場所
      群馬大学
    • 年月日
      2015-12-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 適応型モデル予測制御における定常特性に基づいた制御パラメータの調整則2015

    • 著者名/発表者名
      村上 智史, 逸見知弘
    • 学会等名
      電気学会 電子・情報・システム部門 制御研究会,テーマ「人間の技能データの計測・解析・評価および制御技術一般」
    • 発表場所
      愛媛大学(愛媛)
    • 年月日
      2015-09-11
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 定常ゲインと閉ループ極を考慮した強安定モデル予測制御2015

    • 著者名/発表者名
      井上昭, 逸見知弘,Mingcong Deng
    • 学会等名
      電気学会 電子・情報・システム部門 制御研究会,テーマ「安全制御・故障診断および制御一般」
    • 発表場所
      広島大学(広島)
    • 年月日
      2015-06-27
    • 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: 2020-03-30  

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