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シミュレータ駆動型制御系設計に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 16H06093
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
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

丸田 一郎  京都大学, 工学研究科, 准教授 (20625511)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
14,300千円 (直接経費: 11,000千円、間接経費: 3,300千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2016年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
キーワード制御系設計 / システム同定 / 制御工学
研究成果の概要

本研究の成果はシミュレータの動作が実際のシステムの動作と一致するようデータに基づいた調節を行うための(1)システム同定法に関する成果と,得られたシミュレータに基づいて制御系を設計するための(2)非線形制御系設計法に関する成果の2つにわけられる.
(1)については,仮想制御器を用いて閉ループシステム同定を行う新たな方法を開発した.これは大規模なシステムや人間が操作しているシステムのシミュレータを調節するための有効な手段となる.
(2)については,機械学習分野で使われる方法と制御理論からの知見を組み合わせるアプローチについて研究し,設計問題の易化やデータベースの構築に基づく方法を提案した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では大規模なシステムや複雑なシステムに対するシミュレータの調節を行うためのシンプルかつ有効な方法を提案しており,今後制御工学のアプローチを生体や社会などの複雑かつ大規模なシステムに応用していく上で重要な成果であると考えられる.
また本研究において,これまで重要でありながら注目されていなかった制御系設計問題の難しさを可視化し,基本的な方策を示したことは,今後制御工学の適用範囲を拡大し様々な効率の向上を図るうえで意義があると考えられる.

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] A Study on Numerical Solutions of Hamilton-Jacobi-Bellman Equations Based on Successive Approximation Approach2020

    • 著者名/発表者名
      Ichiro Maruta, Shuhei Nishida, Kenji Fujimoto
    • 雑誌名

      SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration

      巻: 13-3

    • NAID

      40021910970

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [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
      2018 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
  • [学会発表] 勾配法にもとづくシステム同定の実装と動向2020

    • 著者名/発表者名
      丸田 一郎
    • 学会等名
      第7回 制御部門マルチシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] RRTを用いたデータ駆動型最適制御におけるデータベースの構築2020

    • 著者名/発表者名
      大津 智宏
    • 学会等名
      第7回 制御部門マルチシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] A Study on Solutions to Finite-Time Optimal Control Problems by Numerical Gaussian Processes2019

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Beppu
    • 学会等名
      The 12th Asian Control Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 逐次近似を用いたHamilton-Jacobi-Bellman方程式の数値解法に関する一考察2019

    • 著者名/発表者名
      西田 周平
    • 学会等名
      第63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
      2019 実績報告書
  • [学会発表] A Study on Numerical Solutions of Hamilton-Jacobi-Bellman Equations Based on Successive Approximation Approach2019

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Nishida
    • 学会等名
      The SICE Annual Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nonlinear Optimal Control Base on Numerical Solutions of Hamilton-Jacobi-Bellman Equations by Stochastic Gradient Descent2018

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Otsu, Ichiro Maruta, Kenji Fujimoto
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Stabilized Prediction Error Method for Closed-loop Identification of Unstable Systems2018

    • 著者名/発表者名
      Ichiro Maruta, Toshiharu Sugie
    • 学会等名
      The 18th IFAC Symposium on System Identification
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] カリキュラム学習的なアプローチによる非線形最適制御器の設計2018

    • 著者名/発表者名
      丸田 一郎,大津 智宏,藤本 健治
    • 学会等名
      第61回自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 確率的勾配降下法を用いたHamilton-Jacobi-Bellman方程式の数値解に基づく非線形最適制御2018

    • 著者名/発表者名
      大津 智宏, 丸田 一郎, 藤本 健治
    • 学会等名
      第62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
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 機械学習の流儀で非線形最適制御問題を解く2018

    • 著者名/発表者名
      丸田一郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会2019年総合大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ノンパラメトリックPWAモデルに基づくシステムの最適制御2018

    • 著者名/発表者名
      田邉航介
    • 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] データでみる機械学習と制御理論の類似点と相違点2017

    • 著者名/発表者名
      丸田一郎
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] 安定化出力誤差法を用いた非線形系の閉ループ同定2017

    • 著者名/発表者名
      岸本紘明
    • 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 実績報告書
  • [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] Traffic Control at Intersection with Linear Traffic Lights2017

    • 著者名/発表者名
      Ichiro Maruta
    • 学会等名
      The 43rd Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 計測自動制御学会「モデルベースト制御における機械学習とダイナミクスの融合」調査研究会

    • URL

      http://dml.sice-ctrl.jp/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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