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離散時間確率系における不確かさ表現とロバスト制御理論

研究課題

研究課題/領域番号 17J05744
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
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

柳楽 勇士  京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2019年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2018年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード確率系 / 有界実補題 / 確率的Dスケーリング / ロバスト制御 / Dスケーリング / マルコフジャンプ系 / ゲインスケジューリング制御 / スモールゲイン定理 / 因果性
研究実績の概要

本年度では、離散時間確率系の解析に関する2つの研究事項に取り組んだ。とくに、1つ目の研究事項ではそのランダム性が i.i.d. 過程により表現される確率系(以下、i.i.d. 確率系)を、2つ目ではマルコフ連鎖により表現されるマルコフジャンプ系を扱った。
1つ目の研究事項は、「i.i.d. 確率系の有界実補題」である。通常の確定系の議論において、スモールゲイン定理はロバスト制御の基礎をなす重要な定理である。この定理では系の誘導ノルムを用いるが、それを求めるための重要な道具として有界実補題が知られている。i.i.d. 確率系のスモールゲイン定理に関しては著者らが一昨年国際学会で発表しており、その定理の中でも確率系の誘導ノルムが用いられている。したがって、そのノルムを求めるための手法を導くことは確率系の解析ならびに設計において重要である。本年度の取り組みによる主結果として、先行研究の証明法を参考にしつつ、より一般的な確率系に対する有界実補題の十分性を示すことができた。
2つ目の研究事項は、「マルコフジャンプ系の確率的スケーリング要素設計」である。スモールゲイン定理の単純な適用に基づく安定解析は一般的に保守的である。その保守性を低減するための一手法として、確定系の議論ではDスケーリングが知られており、そのアイディアを参考にして、一昨年、i.i.d. 確率系に対して確率的Dスケーリングと呼ぶ手法を国際学会で発表した。これは、静的で時変な確率的スケーリング要素を用いる手法であり、その要素は考察対象とする系のランダム性を表現する確率過程(ここでは i.i.d. 過程)に応じて構成される。同様の議論は、マルコフジャンプ系に対しても適用できると考えられ、本年度では先行研究の成果を応用しつつ、解析の保守性をできる限り低減するような確率的スケーリング要素を設計する手法を導出した。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] モード遷移確率が時変パラメータに依存するマルコフジャンプ系のゲインスケジュールド状態フィードバック設計2019

    • 著者名/発表者名
      Nagira Yuji、Matsuzaki Hiroki、Hosoe Yohei、Hagiwara Tomomichi
    • 雑誌名

      システム制御情報学会論文誌

      巻: 32 号: 11 ページ: 396-407

    • DOI

      10.5687/iscie.32.396

    • NAID

      130007798535

    • ISSN
      1342-5668, 2185-811X
    • 年月日
      2019-11-15
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Causality of general input?output systems and extended small-gain theorem for their feedback connection2019

    • 著者名/発表者名
      Nagira Yuji、Hosoe Yohei、Hagiwara Tomomichi
    • 雑誌名

      European Journal of Control

      巻: 50 ページ: 51-61

    • DOI

      10.1016/j.ejcon.2019.05.007

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 確率的動特性をもつ離散時間系に対する有界実補題2019

    • 著者名/発表者名
      NAGIRA Yuji、HOSOE Yohei、HAGIWARA Tomomichi
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集

      巻: 55 号: 12 ページ: 816-822

    • DOI

      10.9746/sicetr.55.816

    • NAID

      130007761132

    • ISSN
      0453-4654, 1883-8189
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 確率的動的Dスケーリングに基づくロバスト安定解析に関する考察2019

    • 著者名/発表者名
      山口郁馬
    • 学会等名
      第6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
      2018 実績報告書
  • [学会発表] モード遷移確率が時変パラメータに依存する確率的スイッチドシステムのゲインスケジューリング制御2018

    • 著者名/発表者名
      松崎弘樹
    • 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] The lp induced norm and the small gain theorem for discrete-time stochastic systems2018

    • 著者名/発表者名
      柳楽勇士
    • 学会等名
      the 16th European Control Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Stochastic D-scaling technique for application in robust stability analysis of uncertain discrete-time stochastic systems2018

    • 著者名/発表者名
      柳楽勇士
    • 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] On stability analysis based on stochastic D-scaling2018

    • 著者名/発表者名
      柳楽勇士
    • 学会等名
      2018 IEEE Conference on Decision and Control
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 確率的Dスケーリングに基づく安定解析に関する考察2018

    • 著者名/発表者名
      柳楽勇士
    • 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] The lp induced norm and the small-gain theorem for discrete-time stochastic systems2018

    • 著者名/発表者名
      柳楽勇士
    • 学会等名
      The 16th European Control Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 離散時間確率系のlp誘導ノルムとスモールゲイン定理2017

    • 著者名/発表者名
      柳楽勇士
    • 学会等名
      計測自動制御学会制御部門制御理論部会制御理論合宿2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 一般的な入出力系の因果性に関する考察2017

    • 著者名/発表者名
      柳楽勇士
    • 学会等名
      第60回自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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