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制御系における通信量と制御性能限界の解明:制御理論と情報理論・信号処理論の融合

研究課題

研究課題/領域番号 16560379
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
研究機関東京大学

研究代表者

津村 幸治  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 助教授 (80241941)

研究分担者 原 辰次  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 教授 (80134972)
研究期間 (年度) 2004 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
2006年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2005年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2004年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
キーワードネットワークド制御 / 通信量 / 情報理論 / システム同定 / 適応制御 / 幅輳制御 / TCP / IP / 量子化器 / 量子化 / 組み込み制御 / 輻輳制御
研究概要

量子化データを用いたシステム同定:量子化された入出力データを用いたシステム同定に取り組み,最適量子化器の導出を通して,システム同定に必要な情報量を導出した.本研究では量子化データを用いたシステム同定において合理的な誤差規範について考察し,その妥当性について議論した.特に入力データの生成を確率的に,誤差評価はhard boundを用いた場合,最適量子化器は,確率的アプローチによる最適量子化器と,指数型量子化器とのハイブリッド型となることを示した.
ネットワークド制御:信号の伝達に制約のあるネットワークド制御問題について幾つかの結果を得た.容量の異なる複数の通信線を用いたサブバンド符合化問題,対数型量子化器を用いた場合の制御性能問題について結果を導出した.また制御対象が未知の場合の適応制御について,離散時間系,連続時間系の場合について,量子化された信号を用いた安定化適応制御器を導出した.最後に,通信において伝送信号がロスするというパケット落ちがある場合について,様々な場合についての結果を得た.
メモリ容量制限下におけるシステムの近似と安定化:動的システムの複雑度の指標として,その状態変数が量子化されたビットメモリシステムの,ビット長を用いることを提案した.その上で,ビット長に制約のある近似問題および安定化問題を考え,近似問題においては,与えられた近似誤差を達成するのに必要なビットメモリ長の下限と上限について,安定化問題においては,安定化を達成するのに必要な制御器のビットメモリ長の上限について,解析的に与えることができた.
ネットワーク輻輳制御:TCP/IPを用いたコンピュータネットワークシステムにおける,伝送パケットの流れの輻輳を制御する問題を考えた.有限バッファを持つボトルネックで待ち行列となるモデルを導入し,列長を安定に制御する問題を考えた.従来,安定化の問題についての結果が知られているが,ここでは安定化制御器のパラメトリゼーションを与え,最適制御器を導出した.制御性能限界を示すことにより,TCP/IPを用いたネットワークシステムのより良い構造的特性について明らかにした.

報告書

(4件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2007 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文 (43件)

  • [雑誌論文] 混合H2/H∞アプローチによるパケットロスを伴うネットワーク化制御2007

    • 著者名/発表者名
      ラタナピナンチャイ オンワディー, 石井秀明, 原辰次
    • 雑誌名

      第7回計測自動制御学会制御部門大会資料

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] スライディングモードによる遅延とロスに対する適応型制御2007

    • 著者名/発表者名
      赤間俊一, 津村幸治
    • 雑誌名

      第7回計測自動制御学会制御部門大会資料

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Mixed H2/H∞ approach for networked control systems under packet loss2007

    • 著者名/発表者名
      Ornwadee ratanapinunchai, H.Ishii, S.Hara
    • 雑誌名

      SICE 7th Annual Conference on Control Systems 83-2-4

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Self Tuning Sliding Mode Control with Delay and Date Loss of Feedback2007

    • 著者名/発表者名
      S.Akama, K.Tsumura
    • 雑誌名

      SICE 7th Annual Conference on Control Systems 64-1-1

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Optimal quantizer for mixed probabilistic/deterministic parameter estimation2006

    • 著者名/発表者名
      K.Tsumura
    • 雑誌名

      The 45th IEEE Conference on Decision and Control

      ページ: 6259-6264

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Adaptive quantized control for nonlinear uncertain systems2006

    • 著者名/発表者名
      T.Hayakawa, H.Ishii, K.Tsumura
    • 雑誌名

      Proceedings of American Control Conference

      ページ: 2706-2711

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 停留時間付き切り替え制御によるデータレートと制御性能の保証2006

    • 著者名/発表者名
      吉田匠, 石井秀明, 津村幸治
    • 雑誌名

      第6回計測自動制御学会制御部門大会資料

      ページ: 281-286

    • NAID

      10019523820

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A subband coding approach to networked control2006

    • 著者名/発表者名
      H.Ishii, S.Hara
    • 雑誌名

      Proceedings of the 17th International Symposium on Mathematical Theory of Networks and Systems

      ページ: 2906-2911

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 確率的パケットロスを考慮した安定化における最も粗い量子化器2006

    • 著者名/発表者名
      星名寛人, 津村幸治, 石井秀明
    • 雑誌名

      第35回制御理論シンポジウム資料

      ページ: 163-166

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Approximation of discrete time linear systems via bit length of memory2006

    • 著者名/発表者名
      K.Tsumura
    • 雑誌名

      Proceedings of the 17th International Symposium on Mathematical Theory of Networks and Systems

      ページ: 1066-1072

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Stabilization of linear systems by bit-memory controllers under constraints of bit-length2006

    • 著者名/発表者名
      K.Tsumura
    • 雑誌名

      The 45th IEEE Conference on Decision and Control

      ページ: 5507-5512

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] TCP/AQMネットワークにおける安定化輻輳制御器のパラメトリゼーションと設計2006

    • 著者名/発表者名
      中嶋篤史, 津村幸治
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集 42-5

      ページ: 529-537

    • NAID

      10017489266

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Guaranteeing the Date Rate and Control Performance by Switching Control with Dwell Time2006

    • 著者名/発表者名
      T.Yoshida, H.Ishii, K.Tsumura
    • 雑誌名

      SICE 6th Annual Conference on Control Systems

      ページ: 281-286

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] The coarsest quantizer for stabilization with stochastic packet loss2006

    • 著者名/発表者名
      H.Hoshina, K.Tsumura, H.Ishii
    • 雑誌名

      The 35th SICE Symposium on Control Theory

      ページ: 163-166

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Stabilization of linear systems by bit-memory controllers under constraints bit-length2006

    • 著者名/発表者名
      K.Tsumura
    • 雑誌名

      The 45th IEEE Conference on Decision and Control

      ページ: 5507-5512

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Parameterization and Design of Congestion Controllers for TCP/AQM Network Systems2006

    • 著者名/発表者名
      A.Nakajima, K.Tsumura
    • 雑誌名

      Transitions of the Society of Instrument and Control Engineers 42-5

      ページ: 529-537

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] TCP/AQMネットワークにおける安定化輻輳制御器のパラメトリゼーション,2006

    • 著者名/発表者名
      中嶋 篤史, 津村幸治
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集 42-5

      ページ: 529-537

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Adaptive quantized control for nonlinear uncertain systems2006

    • 著者名/発表者名
      T.Hayakawa, H.Ishii, K.Tsumura
    • 雑誌名

      Proc. Amer. Contr. Conf.

      ページ: 2706-2711

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Approximation of discrete time linear systems via bit length of memory2006

    • 著者名/発表者名
      K.Tsumura
    • 雑誌名

      Proc. International Symposium MTNS2006

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Stabilization of linear systems by bit-memory controllers under constraints of bit-length2006

    • 著者名/発表者名
      K.Tsumura
    • 雑誌名

      Proc. the 45th IEEE Conference on Decision and Control

      ページ: 5507-5512

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Optimal quantizer for mixed probabilistic/deterministic parameter estimation2006

    • 著者名/発表者名
      K.Tsumura
    • 雑誌名

      Proc. the 45th IEEE Conference on Decision and Control

      ページ: 6259-6264

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Performance analysis of control systems under limited data rates2006

    • 著者名/発表者名
      H.Ishii, C.Ohyama, K.Tsumura
    • 雑誌名

      Technical Report of The University of Tokyo METR 2006-04

    • NAID

      10021990401

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Optimal quantizer for mixed probabilistic/deterministic parameter estimation2006

    • 著者名/発表者名
      K.Tsumura
    • 雑誌名

      Technical Report of The University of Tokyo METR 2006-07

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] システム同定における最適量子化器2006

    • 著者名/発表者名
      津村幸治
    • 雑誌名

      システム/制御/情報 50・3

      ページ: 93-99

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Criteria for system identification with quantized data and the optimal quantization schemes2005

    • 著者名/発表者名
      K.Tsumura
    • 雑誌名

      Preprints of the 16th IFAC World Congress

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] サブバンド符号化を用いたネットワーク化制御系の設計2005

    • 著者名/発表者名
      石井秀明, 倉橋裕一, 原辰次
    • 雑誌名

      第5回計測自動制御学会制御部門大会資料

      ページ: 425-428

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 2次元指数型量子化器を用いた2入力線形システムの安定化2005

    • 著者名/発表者名
      古賀大二朗, 津村幸治
    • 雑誌名

      第34回制御理論シンポジウム

      ページ: 221-224

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Quantized feedback control for sampled-data systems2005

    • 著者名/発表者名
      M.Fu, S.Hara
    • 雑誌名

      Preprints of the 16th IFAC World Congress

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Adaptive quantized control for linear uncertain discrete-time systems2005

    • 著者名/発表者名
      T.Hayakawa, H.Ishii, K.Tsumura
    • 雑誌名

      Proceedings of 2005 American Control Conference

      ページ: 4784-4789

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Design of networked control systems using subband coding2005

    • 著者名/発表者名
      H.Ishii, Y.Kurahashi, S.Hara
    • 雑誌名

      SICE 5th Annual Conference on Control Systems

      ページ: 425-428

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Stabilization of 2-inputs linear system with 2D Logarithmic Quantizer2005

    • 著者名/発表者名
      D.Koga, K.Tsumura
    • 雑誌名

      The 34th SICE Symposium on Control Theory

      ページ: 221-224

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Criteria for System Identification with Quantized Data and the Optimal Quantization Schemes2005

    • 著者名/発表者名
      K.Tsumura
    • 雑誌名

      Proc.IFAC 2005 16^<th> World Congress

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Adaptive Quantized Control for Linear Uncertain Discrete-time Systems2005

    • 著者名/発表者名
      T.Hayakawa, H.Ishii, K.Tsumura
    • 雑誌名

      Proc.Amer.Contr.Conf.

      ページ: 4784-4789

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Adaptive Quantized Control for Nonlinear Uncertain Systems2005

    • 著者名/発表者名
      T.Hayakawa, H.Ishii, K.Tsumura
    • 雑誌名

      Proc.The 34^<th> SICE Symposium on Control Theory

      ページ: 399-402

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 2次元指数型量子化器を用いた2入力線形システムの安定化2005

    • 著者名/発表者名
      古賀大二朗, 津村幸治
    • 雑誌名

      第34回制御理論シンポジウム資料

      ページ: 221-224

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] H2 performance limitation of congestion controller for TCP/AQM network systems2005

    • 著者名/発表者名
      K.Tsumura, S.Hara, A.Nakajima
    • 雑誌名

      Proc.44^<th> IEEE Conference on Decision and Control

      ページ: 6768-6773

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Criteria for System Identification with Quantized Data and the Optimal Quantization Schemes2005

    • 著者名/発表者名
      K.Tsumura
    • 雑誌名

      Technical Report of The Univ.Tokyo METR2005-03

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Optimal quantization of high resolution for system identification2004

    • 著者名/発表者名
      K.Tsumura
    • 雑誌名

      SICE 4th Annual Conference on Control Systems

      ページ: 445-450

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Optimal Quantization of High Resolution for System Identification2004

    • 著者名/発表者名
      K.Tsumura
    • 雑誌名

      Proc.SICE 4th Annual Conference on Control Systems

      ページ: 445-450

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Periodically Weighted Model-matching Problems by LPTV Controllers Formulated in Dual Lifted Forms2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Tange, K.Tsumura
    • 雑誌名

      Proc.the 2004 American Control Conference

      ページ: 3502-3507

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Congestion Controller-design for TCP/AQM Network Systems2004

    • 著者名/発表者名
      A.Nakajima, K.Tsumura
    • 雑誌名

      Proc.SICE Annual Conference 2004

      ページ: 2463-2468

    • NAID

      130005441269

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Adaptive Quantized Control for Linear Uncertain Discrete-time Systems2004

    • 著者名/発表者名
      T.Hayakawa, H.Ishii, K.Tsumura
    • 雑誌名

      Proc.The 33rd SICE Symposium on Control Theory

      ページ: 307-312

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] System Identification Method with Quantized Data2004

    • 著者名/発表者名
      K.Tsumura
    • 雑誌名

      Proc.The 33rd SICE Symposium on Control Theory

      ページ: 209-214

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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