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実現理論を基礎とした部分空間同定法の新しい展開

研究課題

研究課題/領域番号 17560389
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
研究機関同志社大学

研究代表者

片山 徹  同志社大学, 文化情報学部, 教授 (40026175)

研究分担者 田中 秀幸  京都大学, 大学院・情報学研究科, 助教 (90303883)
研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,540千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 240千円)
2007年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2006年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2005年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワードシステム同定 / 部分空間法 / 実現理論 / 特異値分解 / QR分解 / 正準相関解析 / スペクトル分解 / 変数誤差モデル / H∞フィルタ
研究概要

本研究では、精度の高い新たな部分空間同定法を提案し、さらに、正準相関解析に基づく確率システムの平衡実現に関する研究とH無限大同定理論を融合して、雑音モデルに周波数制約を与えることができる新しい確率実現の理論を提案することである。過去3年間の研究成果は以下の通りである。
1.部分空間法において用いられるLQ分解のL行列の列ベクトルが入出力データの一次結合によって生成されたものであるという、LQ・分解のシステム論的な意味を発見した。これによって、部分空間同定法の理解が非常に深まり、また新しいアルゴリズムの発見にも役立つ。
2.直交分解を利用した閉ループ同定のアルゴリズムを新たに提案した。またこの方法がVan den Hof(1993、オランダ)によって発表された2段階法の部分空間法への拡張であることを示した。
3.確率実現問題をヒルベルト空間における確率実現問題として定式化して、LQ分解による新しい実現理論を考案し、さらに確率部分空間同定アルゴリズムに対する新しい方法を提案した。さらに有限時間長のデータに基づく確率実現問題を考察して、平衡確率実現によって求められる状態空間モデルの安定性と最小位相性を新たに証明し、平衡確率実現がシステム論的にみて良好な性質をもつことを明らかにした。
4.周波数データに基づく変数誤差(Errors-in-Variables)モデルの部分空間同定問題について考察し、部分空間法とJスペクトル分解に基づく同定アルゴリズムを提案した。また、出力の観測値が異常値を含む場合に対して、EMアルゴリズムと部分空間法を組合わせた新しい同定アルゴリズムを提案した。
5.部分空間同定に関する書物を英文で発表した。DVDによる「部分空間同定入門」を学会からライブラリーとして刊行した。

報告書

(4件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (22件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (11件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Minimum Phase Properties of Finite Interval Realization2007

    • 著者名/発表者名
      H.Tanaka
    • 雑誌名

      Automatica 43

      ページ: 1495-1507

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Approach to Closed-loop Subspace Identification by Orthogonal Decomposition2007

    • 著者名/発表者名
      T.Katayama
    • 雑誌名

      Automatica 43

      ページ: 1623-1630

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Minimum Phase Properties of Finite Interval Realization2007

    • 著者名/発表者名
      H. Tanaka
    • 雑誌名

      Automatica vol.43

      ページ: 1495-1507

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An Approach to Closed-loop Subspace Identification by Orthogonal Decomposition2007

    • 著者名/発表者名
      T. Katayama
    • 雑誌名

      Automatica vol.43

      ページ: 1623-1630

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] リファレンスガバナを用いた高圧蒸気コンデンサの制御2007

    • 著者名/発表者名
      畑中 健志
    • 雑誌名

      システム制御情報学会論文誌 20

      ページ: 275-282

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Minimum Phase Properties of Finite Interval Stochastic Realization2007

    • 著者名/発表者名
      H.Tanaka
    • 雑誌名

      Automatica 43

      ページ: 1495-1507

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Approach to Closed-loop Subspace Identification by Orthogonal Decomposition2007

    • 著者名/発表者名
      T.Katayama
    • 雑誌名

      Automatica 43

      ページ: 1623-1630

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Stochastic Realization Algorithm via Block LQ Decomposition in Hilbert Space2006

    • 著者名/発表者名
      H. Tanaka
    • 雑誌名

      Automatica vol.42

      ページ: 741-746

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Subspace Identification of State Space Models with Observation Outliers based on Least-Trimmed-Squares2006

    • 著者名/発表者名
      J.ALMutawa
    • 雑誌名

      システム制御情報学会論文誌 18・4

      ページ: 157-165

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] A Stochastic Realization Algorithm via Block LQ Decomposition in Hibert Space2006

    • 著者名/発表者名
      H.Tanaka
    • 雑誌名

      Automatica 42・5

      ページ: 741-746

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] A System Theoretic Interpretation of LQ Decomposition in Subspace Identification Methods2006

    • 著者名/発表者名
      T.Katayama
    • 雑誌名

      Proc. 16^<th> International Symposium on Mathematical Theory of Network and Systems (MTNS2006, Kyoto)

      ページ: 1089-1095

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Identification in Errors-in Variables Models based on Frequency Domain Power Soectra2006

    • 著者名/発表者名
      H.Tanaka
    • 雑誌名

      Proc. 45^<th> IEEE conference on Decision and Control

      ページ: 181-186

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Identification of dynamic errors-in-variables models from discrete time frequency domain power spectra2006

    • 著者名/発表者名
      H.Tanaka
    • 雑誌名

      Proceedings 14^<th> IFAC Symposium on System Identification, March 2006

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Subspace Identification of Closed-loop Systems by Orthogonal Decomposition2005

    • 著者名/発表者名
      T.Katayama
    • 雑誌名

      Automatica 41

      ページ: 863-872

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Subspace Methods for System Identification2005

    • 著者名/発表者名
      T. Katayama
    • 雑誌名

      Springer-Verlag

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Subspace Identification of Closed-loop Systems by Orthogonal Decomposition Method2005

    • 著者名/発表者名
      T. Katayama
    • 雑誌名

      Automatica vol.41

      ページ: 863-872

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] EM Algorithm for State Space Identification with Observation Outliers-Initialization by Subspace Methods2005

    • 著者名/発表者名
      J. ALMuatawa
    • 雑誌名

      Trans. Institute Systems, Control and Information Engineers vol.17

      ページ: 178-186

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Subspace identification of closed loop systems by orthogonal Decomposition method2005

    • 著者名/発表者名
      T.Katayama
    • 雑誌名

      Automatica 41・5

      ページ: 863-872

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] EM algorithm for state-space models with observation outliers - An initialization by subspace methods2005

    • 著者名/発表者名
      Jaafar ALMutawa
    • 雑誌名

      システム制御情報学会論文誌 17・5

      ページ: 178-186

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] A simple subspace identification method for closed-loop systems by using orthogonal decomposition2005

    • 著者名/発表者名
      T.Katayama
    • 雑誌名

      16^<th> IFAC World Congress, Prague, Czech

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Stochastic subspace identification guaranteeing stability and minimum phase2005

    • 著者名/発表者名
      H.Tanaka
    • 雑誌名

      16^<th> IFAC World Congress, Prague, Czech

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Stochastic subspace identification of linear systems with observation outliers2005

    • 著者名/発表者名
      H.Tanaka
    • 雑誌名

      Proceedings 44^<th> IEEE Conference on Decision and Control and European Control Conference ECC' 05, Seville, Spain

      ページ: 7090-7095

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] A Realization Algorithm for Finding a Set of Linear Dynamical Models2007

    • 著者名/発表者名
      H. Tanaka
    • 学会等名
      46th IEEE Conference on Decision and Control
    • 発表場所
      New Orleans
    • 年月日
      2007-12-13
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Role of LQ Decomposition in Subspace Identification Methods2007

    • 著者名/発表者名
      T. Katayama
    • 学会等名
      Modeling, Estimation, Control, Lecture Notes in Control and Information Science Vol. 364
    • 発表場所
      Venice
    • 年月日
      2007-10-03
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Closed-loop Realization Algorithms via a Joint Input Output Approach2007

    • 著者名/発表者名
      H. Tanaka
    • 学会等名
      European Control Conference
    • 発表場所
      Kos Island, Greece
    • 年月日
      2007-07-05
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Closed-loop Realization Algorithms via a Joint Input-Output Approach2007

    • 著者名/発表者名
      H.Tanaka
    • 学会等名
      2007 European Control Conference
    • 発表場所
      コス島、ギリシャ
    • 年月日
      2007-07-05
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] A System Theoretic Interpretation of LQ Decomposition in Subspace Identification Method2006

    • 著者名/発表者名
      T.Katayama
    • 学会等名
      16th Int.Conference on Mathematical Theory of Network and Systems
    • 発表場所
      京都国際会議場
    • 年月日
      2006-07-26
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] A System Theoretic Interpretation of LQ Decomposition in Subspace Identification Methods2006

    • 著者名/発表者名
      T. Katayama
    • 学会等名
      16th Int. Conference Mathematical Theory of Network & Systems
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2006-07-25
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Subspace Identification of Gasifying and Direct Melting Plant for Control2006

    • 著者名/発表者名
      T. Katayama
    • 学会等名
      14th IFAC Symposium System Identification
    • 発表場所
      Newcastle, Australia
    • 年月日
      2006-03-31
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Identification of Dynamic Errors-in-Variables Models from Discrete Time Frequency Domain Power Spectra2006

    • 著者名/発表者名
      H. Tanaka
    • 学会等名
      14th IFAC Symposium System Identification
    • 発表場所
      Newcastle, Australia
    • 年月日
      2006-03-29
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Stochastic Subspace Identification of Linear Systems with Observation Outliers2005

    • 著者名/発表者名
      H. Tanaka
    • 学会等名
      44th IEEE Conference on Decision and Control and European Control Conference
    • 発表場所
      Seville, Spain
    • 年月日
      2005-12-12
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Stochastic Subspace Identification guaranteeing Stability and Minimum Phase2005

    • 著者名/発表者名
      H. Tanaka
    • 学会等名
      16th IFAC World Congress
    • 発表場所
      Prague
    • 年月日
      2005-07-07
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] A Simple Subspace Identification Method of Closed-loop Systems using Orthogonal Decomposition2005

    • 著者名/発表者名
      T. Katayama
    • 学会等名
      6th IFAC World Congress
    • 発表場所
      Prague
    • 年月日
      2005-07-05
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [図書] マルチメディアライブラリー8. DVD部分空間同定入門2006

    • 著者名/発表者名
      片山 徹
    • 出版者
      システム制御情報学会
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [図書] Subspace Methods for System Identification2005

    • 著者名/発表者名
      T.Katayama
    • 出版者
      Springer-Verlag
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要 2005 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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